四色視者 是一種怎樣的存在?

2016年09月02日10:41  來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)
 
原標(biāo)題:四色視者 是一種怎樣的存在?

人類通常有3種視錐細(xì)胞,每一個(gè)細(xì)胞都可以區(qū)別同一種顏色的約100種色調(diào)。因此正常人能看見(jiàn)約100萬(wàn)種不同的顏色。

但是如果人類擁有4種視錐細(xì)胞呢?那么這個(gè)人就能看見(jiàn)1億種顏色,這些顏色是普通人想都沒(méi)有想過(guò)的。這種人就被稱為“四色視者”。

大部分人看到一朵金鳳花,只能說(shuō)出花是黃色的。但據(jù)說(shuō)有人能在花瓣的邊沿看到許多其他的顏色,這樣的人被稱為四色視者,能比普通人多看到將近100倍的色彩,然而這樣的人在現(xiàn)實(shí)生活中真的存在嗎?近日,有媒體報(bào)道,英國(guó)的神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)家聲稱,他們花費(fèi)25年終于找到了傳說(shuō)中的四色視者——也就是那些視網(wǎng)膜中有額外視錐細(xì)胞的人。他們預(yù)測(cè),他們尋找到的這位女性四色視者能看到比一般人多近9900萬(wàn)種顏色,并認(rèn)為這樣的人可能還不少。

人類是如何分辨出色彩的?

“人類的視網(wǎng)膜上存在兩種感光細(xì)胞:視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞。視桿細(xì)胞會(huì)在暗光情況下發(fā)揮作用,沒(méi)有色彩識(shí)別功能,因此人們?cè)诨璋档臅r(shí)候可以看到物體,但是無(wú)法分辨顏色。而在亮光環(huán)境下,發(fā)揮作用的是視錐細(xì)胞。我們之所以能看到色彩,就歸功于視錐細(xì)胞,它們能夠吸收不同長(zhǎng)度的光波,然后將信息發(fā)射給大腦,經(jīng)過(guò)大腦的處理就產(chǎn)生我們所說(shuō)的色感!北本┩梳t(yī)院驗(yàn)光配鏡中心視光醫(yī)師游玉霞說(shuō)。

她告訴科技日?qǐng)?bào)記者,有幾種視錐細(xì)胞,就被稱為幾色視。比如,正常情況下,人類的視網(wǎng)膜上存在能分別感應(yīng)紅、綠、藍(lán)的3種視錐細(xì)胞,就是所謂的三色視。紅、綠、藍(lán)也被稱為三原色,可以組合出萬(wàn)紫千紅。據(jù)研究,每種類型的視錐細(xì)胞可以讓人眼分辨約100級(jí)色調(diào),因此,具有三色視的普通人理論上可以分辨出100萬(wàn)種色調(diào)。

“但是當(dāng)三種視錐細(xì)胞的部分或全部發(fā)生問(wèn)題時(shí),就會(huì)出現(xiàn)色覺(jué)障礙!庇斡裣颊f(shuō),色覺(jué)障礙,可以分為完全色盲和不完全色盲。

完全色盲的人感色功能全部喪失,只能區(qū)分黑、白、灰3色;不完全色盲的人可以識(shí)別一些顏色,只是對(duì)某些顏色無(wú)法識(shí)別,最為常見(jiàn)的就是紅綠色盲。

辨色“超人”被找到了?

既然有色盲,那么會(huì)不會(huì)有的人可以擁有4種視錐細(xì)胞呢?1948年,一位荷蘭科學(xué)家首次提出這個(gè)說(shuō)法。他在檢查色盲患者時(shí)發(fā)現(xiàn),男性擁有兩種正常的視錐細(xì)胞和一種變異的,女性有3種正常的和一種變異的。就算這種變異的細(xì)胞沒(méi)什么用,也說(shuō)明人類是可以擁有超過(guò)3種視錐細(xì)胞的。

此后,直到20世紀(jì)80年代末期,科學(xué)界對(duì)四色視者的研究熱潮才漸漸興起。劍橋大學(xué)的教授約翰·莫倫曾尋找過(guò)擁有4種均起作用的視錐細(xì)胞的女性。他預(yù)測(cè),大約有12%的女性人口應(yīng)該是四色視者。然而,他并未找到擁有4種功能齊全的視錐細(xì)胞的四色視者。

如今紐斯卡爾大學(xué)神經(jīng)學(xué)家加布里埃爾·喬丹與同事已經(jīng)找到了四色視者。他們找來(lái)25位擁有第四種視錐細(xì)胞的女性,將她們帶到暗室。通過(guò)光設(shè)備,給她們看3種顏色不停閃爍的光圈。在普通人看來(lái),這些光圈的顏色并沒(méi)有什么區(qū)別,但是對(duì)四色視者就不一樣了,一名代號(hào)為cDa29的女子在每次試驗(yàn)中都能辨別出光圈的顏色。這名女子就是所謂的四色視者。

四色視者到底有多“!保

游玉霞表示,看報(bào)道確實(shí)說(shuō)有些人除了有紅、綠、藍(lán)3種視錐細(xì)胞外,還擁有額外的橙色感知視錐細(xì)胞。按照一個(gè)類型的視錐細(xì)胞可以讓人眼分辨約100級(jí)色調(diào)計(jì)算,那么擁有4種視錐細(xì)胞理論上來(lái)說(shuō)可以分辨出1億種色調(diào)。

從光譜上看,紅色和綠色的光譜峰值很接近,但是人類對(duì)從紅色到綠色這段光譜(535—600納米)間波長(zhǎng)的變化特別敏感,所以可以準(zhǔn)確地分辨出這個(gè)波段的紅、黃、綠等顏色。由于人類本身在從紅色到綠色這段光譜內(nèi)分辨色彩的能力就很強(qiáng),而橙色又位于紅色光譜和綠色光譜中間,因此四色視者可能只是更加加強(qiáng)了這個(gè)區(qū)域內(nèi)的色彩辨別能力,對(duì)于現(xiàn)實(shí)生活,似乎并沒(méi)有多大幫助!爱吘宫F(xiàn)實(shí)生活中,真正需要區(qū)分的顏色可能也就幾十種或上百種,擁有更強(qiáng)悍的顏色細(xì)分能力,似乎也沒(méi)有特別大的作用!庇斡裣颊f(shuō)。

強(qiáng)大辨色能力源于基因變異?

那么四色視者如此強(qiáng)大的色彩辨別能力是怎樣形成的呢?

游玉霞認(rèn)為,這應(yīng)該是基因突變的結(jié)果。她解釋說(shuō),在最開(kāi)始階段,爬行動(dòng)物是擁有4種視錐細(xì)胞的,當(dāng)進(jìn)化出哺乳動(dòng)物的時(shí)候,為了躲避當(dāng)時(shí)統(tǒng)治地球的恐龍的捕食,哺乳動(dòng)物只能晝伏夜出。在黑暗環(huán)境下,看到物體的能力顯然要比分辨色彩的能力更重要。因此,在進(jìn)化過(guò)程中,暗視力更好的哺乳動(dòng)物就生存下來(lái)。而這些暗視力好的動(dòng)物,其實(shí)就發(fā)生了基因突變,舍棄了兩種視錐細(xì)胞,只剩下另外兩種視錐細(xì)胞,卻擁有了更發(fā)達(dá)的視桿細(xì)胞。比如貓、狗其實(shí)都是二色視,與紅綠色盲類似。

當(dāng)恐龍滅亡后,人類的祖先靈長(zhǎng)目哺乳動(dòng)物某次的基因突變,出現(xiàn)了第三種視錐細(xì)胞,也就是變成了三色視。這種變異可能有很多種,只是其中的某一種可能最適合當(dāng)時(shí)采摘果實(shí)這樣的一種生存環(huán)境,通過(guò)分辨出紅、黃、綠才能更好地判斷果實(shí)是否成熟可以食用,這種更利于生存的基因優(yōu)勢(shì)因此就被保存了下來(lái)。

“其實(shí),除了哺乳動(dòng)物大多是二色視,現(xiàn)在的脊椎動(dòng)物基本都是四色視,比如鳥(niǎo)類。”游玉霞說(shuō),“鳥(niǎo)類擁有能感應(yīng)黃、青、藍(lán)、紫的4種視錐細(xì)胞,由于能看到紫外線,因此它們眼中的世界就和人類差別很大!

為何四色視者藏得這么深?

照理說(shuō)四色視者應(yīng)該挺多的,可是為什么直到現(xiàn)在科學(xué)家們才找出來(lái)一個(gè)呢?

這可能是因?yàn)榭茖W(xué)家們只在英國(guó)做了調(diào)研。但更重要的是,像喬丹說(shuō)的那樣,“我們現(xiàn)在確信有四色視者的存在了。但是我們還是沒(méi)搞懂是什么原因使人擁有健全的四色視覺(jué)細(xì)胞,因?yàn)楹芏嘤羞@4種細(xì)胞的人并沒(méi)表現(xiàn)出這種四色視覺(jué)能力!蹦切┱嬲乃纳曊呖赡軌焊筒恢雷约河羞@樣的“特異功能”。

雖然華盛頓大學(xué)視覺(jué)研究員杰伊·奈茨沒(méi)有參與這項(xiàng)研究,但他也認(rèn)為,四色視者只是由于在平時(shí)生活中沒(méi)有能夠用到這項(xiàng)技能的地方,她們的潛能才沒(méi)能被激活。他說(shuō):“我們看到的大多數(shù)有顏色的東西都是為三色視者定制的?赡芪覀兊氖澜缇褪菫槿曊呓ㄔ斓。”

關(guān)于cDa29的研究尚未被同行評(píng)議或發(fā)表,而喬丹還會(huì)繼續(xù)她的研究并尋找更多的四色視者。她的研究結(jié)果仍需要進(jìn)一步驗(yàn)證,如果四色視者真的存在,就能夠幫助我們理解更多的視覺(jué)原理。

但是,有件事我們可能永遠(yuǎn)無(wú)法理解,那就是在四色視者眼里世界到底是什么樣的。(記者 付麗麗)

(責(zé)編:劉麗娜(實(shí)習(xí)生)、張希)

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