Цветно зрение

Човешкото око има способността да различава различни цветове. Благодарение на нея ние обогатяваме значително нашето зрително възприятие. Без цветно зрение информацията, която получаваме от околния свят и заобикалящите ни предмети не би била същата. Освен естетически функции, цветното зрение участва и в отделянето на дадена фигура от заобикалящия я фон.

Известно е, че цветното зрение се опосредства от колбичките. В зависимост от дължината на вълната, към която са максимално чувствителни, колбичките се разделят на три вида:

• дълговълнови (червени) колбички;
• средновълнови (зелени) колбички;
• късовълнови (сини) колбички.

Трита вида колбички се различават по вида на зрителния пигмент, който се намира в тях. Зрителният пигмент на червените колбички е максимално чувствителен към светлина, която има дължина на вълната 560nm. Зрителният пигмент на зелените колбички е максимално чувствителен към светлина, която има дължина на вълната 530nm. Зрителният пигмент на сините колбички е максимално чувствителен към светлина, която има дължина на вълната 420nm. Кривите на спектралната чувствителност на трите зрителни пигмента се припокриват в голяма степен, поради което при определени дължини на вълните може да бъде стимулиран повече от един зрителен пигмент. При наличие на жълта светлина се дразнят както зелените, така и червените колбички.

Основните цветове са червено, синьо и зелено, тъй като при съответното им смесване може да се получи усещане, за който и да е от цветовете на спектъра. Смесването на трите основни цвята дават усещане за бяло. Тези наблюдения лежат в основата на тривалентната теория на Юнг-Хелмхолц.

Пигментът на червените колбички е максимално чувствителен към светлина с дължина на вълната 560 nm. По тази причина вероятността да погълнат фотон с тази дължина на вълната е два пъти по-голяма, отколкото да погълнат фотон с различна дължина на вълната, например 490 nm. Ако двата монохроматични източника са с еднакъв интензитет, червените колбички ще погълнат два пъти повече фотони с дължина на вълната 560 nm. Ако светлината с дължина 490 nm е с два пъти по-голям интензитет, ще погълне равен брой фотони от 560 nm и от 490 nm. Отговорът на една колбичка зависи от спектралния спектър и интензитета на светлината. По тази причина нервната система не би могла да определи само с един вид колбички дали е осветено с червена или със зелена светлина. Някои хора притежават само един вид колбички. Те се наричат монохромати и не могат да възприемат цветове. Задължително условие за наличието на цветното зрение е съществуването на два или повече вида колбички.

Тривалентната теория на Юнг-Хелмхолц обяснява задоволително доста аспекти на цветното зрение, но не обяснява цветната опонентност. Цветната опонентност представлява взаимното опониране на определени цветове, които не могат да бъдат възприети едновременно. Съществуват редица междинни цветове като синьо-зелено (тюркоаз) или синьо-червено (морав цвят), но няма зелено-червен цвят. Зеленото и червеното си противодействат и се изключват взаимно. Те не могат да бъдат възприети едновременно.

Тези наблюдения са включени в теорията на Херинг. Херинг описва и други взаимно-изключващи се двойки от цветове като бяло/черно, синьо/жълто и други. Физиологично тази теория се потвърждава след откритието на ганглийните клетки, които се хиперполяризират под влиянието на единия от цветовете на определена цветна двойка и се деполяризират под влияние на другия. По тази причина тези клетки са наречени едно-опонентни. Такъв тип клетки се откриват в ретината и в страничното коленчато тяло (corpus geniculatum laterale). Едно-опонентните клетки имат кръгли рецептивни полета, които са изградени на принципа център-периферия. В зрителната кора съществуват и двойно-опонентни клетки. При тях двойката опонентни цветове си противодейства вътре в рамките на центъра и в рамките на периферията на рецепивното поле. Двойно-опонентните клетки са локализирани в цветните клъбца на първичната зрителна кора, като всяко цветно клъбце е посветено на определена опонентна двойка. Съществуват и цветни клъбца, които са чувствителни към повече от два цвята. Те се наричат широко-обхватни цветни клетки.