Тетрахромация реальна? Определение, причины, испытания и многое другое

2024 Автор: Jesus Peterson | [email protected]. Последнее изменение: 2023-12-17 11:25

Что такое тетрахроматия?

Вы когда-нибудь слышали о палочках и колбочках от научного класса или вашего глазного врача? Это компоненты в ваших глазах, которые помогают вам видеть свет и цвета. Они расположены внутри сетчатки. Это слой тонкой ткани в задней части глазного яблока рядом с зрительным нервом.

Палочки и колбочки имеют решающее значение для зрения. Стержни чувствительны к свету и важны для того, чтобы вы могли видеть в темноте. Конусы несут ответственность за то, чтобы вы могли видеть цвета.

Большинство людей, а также другие приматы, такие как гориллы, орангутаны, шимпанзе и даже некоторые сумчатые, видят цвет только через три разных типа колбочек. Эта система цветовой визуализации известна как трихроматия («три цвета»).

Но есть некоторые доказательства того, что есть люди, у которых есть четыре различных канала восприятия цвета. Это известно как тетрахроматия.

Тетрахроматия считается редким явлением среди людей. Исследования показывают, что это чаще встречается у женщин, чем у мужчин. Исследование 2010 года предполагает, что почти 12 процентов женщин могут иметь этот четвертый канал восприятия цвета.

Мужчины не так склонны к тетрахроматам. Мужчины на самом деле чаще страдают дальтонизмом или неспособны воспринимать столько же цветов, сколько женщины. Это связано с наследственными отклонениями в их шишках.

Давайте узнаем больше о том, как тетрахроматичность сочетается с типичным трихроматическим зрением, что вызывает тетрахроматию, и как вы можете узнать, есть ли у вас она.

Тетрахроматизм против трихроматии

Типичный человек имеет три типа колбочек возле сетчатки, которые позволяют вам видеть различные цвета на спектре:

• коротковолновые (S) конусы: чувствительны к цветам с короткими волнами, таким как фиолетовый и синий
• средне-волновые (M) колбочки: чувствительные к цветам со средней длиной волны, таким как желтый и зеленый
• длинноволновые (L) конусы: чувствительные к цветам с длинными длинами волн, таким как красный и оранжевый

Это известно как теория трихроматии. Фотопигменты в этих трех типах колбочек дают вам возможность воспринимать весь спектр цветов.

Фотопигменты сделаны из белка, называемого опсином, и молекулы, чувствительной к свету. Эта молекула известна как 11-цис-ретиналь. Различные типы фотопигментов реагируют на определенные длины волн цвета, к которым они чувствительны. Это приводит к вашей способности воспринимать эти цвета.

Тетрахроматы имеют четвертый тип конуса с фотопигментом, который позволяет воспринимать больше цветов, которых нет в обычно видимом спектре. Спектр более известен как ROY G. BIV (R ed, O range, Y ellow, G reen, B lue, I ndigo и V iolet).

Наличие этого дополнительного фотопигмента может позволить тетрахромату видеть больше деталей или разнообразия в видимом спектре. Это называется теорией тетрахроматии.

В то время как трихроматы могут видеть около 1 миллиона цветов, тетрахроматы могут видеть невероятные 100 миллионов цветов, по словам Джея Нейца, доктора философии, профессора офтальмологии в Университете Вашингтона, который много изучал цветовое зрение.

Причины тетрахроматии

Вот как обычно работает ваше цветовое восприятие:

1. Сетчатка принимает свет от вашего зрачка. Это отверстие перед вашим глазом.
2. Свет и цвет проходят через линзу вашего глаза и становятся частью сфокусированного изображения.
3. Колбочки преобразуют информацию о свете и цвете в три отдельных сигнала: красный, зеленый и синий.
4. Эти три типа сигналов посылаются в мозг и преобразуются в умственное понимание того, что вы видите.

Типичный человек имеет три разных типа колбочек, которые делят визуальную информацию о цвете на красный, зеленый и синий сигналы. Эти сигналы затем могут быть объединены в мозге в общее визуальное сообщение.

Тетрахроматы имеют один дополнительный тип конуса, который позволяет им видеть четвёртое измерение цветов. Это является результатом генетической мутации. И действительно, есть веская генетическая причина, по которой тетрахроматы чаще встречаются у женщин. Мутация тетрахроматии передается только через Х-хромосому.

Женщины получают две Х-хромосомы, одну от своей матери (XX) и одну от своего отца (XY). Они с большей вероятностью наследуют необходимую генную мутацию от обеих Х-хромосом. Мужчины получают только одну Х-хромосому. Их мутации обычно приводят к аномальной трихроматии или дальтонизму. Это означает, что их M или L конусы не воспринимают правильные цвета.

Мать или дочь человека с аномальной трихроматикой, скорее всего, будут тетрахроматом. Одна из ее Х-хромосом может нести нормальные гены М и L. Другой, вероятно, несет обычные L-гены, а также мутировавший L-ген, передаваемый через отца или сына с аномальной трихроматикой.

Одна из этих двух Х-хромосом в конечном итоге активируется для развития колбочковых клеток в сетчатке. Это заставляет сетчатку образовывать четыре типа клеток колбочек из-за разнообразия различных генов Х, передаваемых от матери и отца.

Некоторым видам, включая людей, тетрахроматия просто не нужна для каких-либо эволюционных целей. Они почти полностью потеряли способность. У некоторых видов тетрахроматия - это выживание.

Некоторые виды птиц, такие как зебра, нуждаются в тетрахромации, чтобы найти пищу или выбрать себе пару. А взаимное опыление взаимоотношений между некоторыми насекомыми и цветами заставило растения приобретать более сложные цвета. Это, в свою очередь, заставило насекомых эволюционировать, чтобы увидеть эти цвета. Таким образом, они точно знают, какие растения выбрать для опыления.

Тесты, используемые для диагностики тетрахроматии

Может быть сложно узнать, является ли вы тетрахроматом, если вы никогда не проходили тестирование. Вы можете просто принять свою способность видеть дополнительные цвета как должное, потому что у вас нет другой визуальной системы для сравнения с вашей.

Первый способ узнать ваш статус - пройти генетическое тестирование. Полный профиль вашего личного генома может найти мутации в ваших генах, которые могли привести к вашим четвертым шишкам. Генетический тест ваших родителей также может найти мутированные гены, которые были переданы вам.

Но как вы узнаете, способны ли вы отличить дополнительные цвета от этого дополнительного конуса?

Вот где исследования пригодятся. Есть несколько способов узнать, являетесь ли вы тетрахроматом.

Тест соответствия цветов является наиболее значимым тестом на тетрахроматичность. Это выглядит так в контексте научного исследования:

1. Исследователи представляют участникам исследования набор из двух смесей цветов, которые будут выглядеть одинаково для трихроматов, но отличаться от тетрахроматов.
2. Участники оценивают от 1 до 10, насколько близко эти смеси похожи друг на друга.
3. Участникам дают одни и те же наборы цветовых смесей в разное время, при этом им не говорят, что они являются одинаковыми комбинациями, чтобы увидеть, изменятся ли их ответы или останутся такими же.

Истинные тетрахроматы будут каждый раз оценивать эти цвета одинаково, а это значит, что они действительно могут различать цвета, представленные в двух парах.

Трихроматы могут по-разному оценивать одни и те же цветовые смеси, что означает, что они просто выбирают случайные числа.

Тетрахроматичность в новостях

Тетрахроматы редки, но иногда они вызывают большие медиа-волны.

У субъекта исследования Journal of Vision 2010 года, известного только как cDa29, было идеальное тетрахроматическое зрение. Она не делала ошибок в своих тестах соответствия цветов, и ее ответы были невероятно быстрыми.

Она первая, кому наука доказала, что у нее тетрахроматия. Ее история была позже подхвачена многочисленными научными СМИ, такими как журнал Discover.

В 2014 году художница и тетрахромат Кончетта Антико поделилась своим искусством и опытом с Британской радиовещательной корпорацией (BBC). По ее собственным словам, тетрахроматия позволяет ей видеть, например, «тускло-серый… [как] апельсины, желтые, зеленые, голубые и розовые».

Хотя ваши собственные шансы быть тетрахроматом могут быть незначительными, эти истории показывают, насколько эта редкость продолжает очаровывать тех из нас, кто обладает стандартным трехконусным зрением.