Новые исследования уточняющие механизмы восприятия цвета

Видео: Восприятие света и цвета Ч Пэдхем Дж Сондер

Любой человек, обладающий нормальным зрением, согласится, что кровь по цвету похожа на клубнику, мантию кардинала, и планету Марс.

То есть, все это - красный цвет.

Но может ли быть так, что называемое вами "красное", для кого-то другого является "синим"? Может ли быть, чтобы цветовое восприятие одного человека смещено по отношению к восприятию цветов другим человеком?

"Это вопрос, который все мы себе задаем с начальной школы, - говорит Джей Нейтс, специалист по цветовому зрению в Университете Вашингтона. В прошлом, большинство ученых на этот вопрос ответили бы, что все люди с нормальным зрением, вероятно, видят одинаковые цвета. Считалось, что наш мозг обладает заранее установленным способом обработки света, попадающего на чувствительные клетки в наших глазах, и что наше восприятие цвета связано с универсальными эмоциональными реакциями. Но не так давно ответ изменился.

"Я бы сказал, что недавние эксперименты проложили путь к мысли о том, что не все мы видим одни и те же цвета", - говорит Нейтс. Еще один специалист по цветовому зрению, Джозеф Кэрролл из Медицинского Колледжа в Висконсине, делает еще один шаг дальше: "Я думаю, что мы, определенно, можем говорить о том, что люди видят не одни и те же цвета", - заявляет он.

Цвет, который один человек воспринимает, как красный, для другого человека может оказаться синими, и наоборот, говорят ученые. Вы вполне можете видеть кровь того цвета, который для кого-то называется голубым, а небо - того цвета, который кто-то считает красным. Но наше индивидуальное восприятие цвета не изменяет то, как мы воспринимаем цвет крови или неба.

Специфическое восприятие

Эксперименты на обезьянах показывают, что восприятие цвета в нашем мозгу возникает в ответ на наш опыт восприятия окружающего мира. И этот процесс происходит не в соответствии с какими-либо предопределенными шаблонами. Как у всех дальтоников (и у большинства млекопитающих), у самца обезьяны саймири имеются только два типа светочувствительных клеток ("колбочек") в глазу: колбочки, чувствительные к зеленому цвету, и колбочки, чувствительные к синему цвету. Отсутствие дополнительной информации, которая могла бы собираться колбочками, чувствительными к красному цвету, позволяет обезьянам воспринимать только тот цвет, который мы называем "синий" и "желтый". Для них "красный" и "зеленый" воспринимаются нейтрально, и эти обезьяны не могут обнаружить красные точки на сером фоне.



В работе, опубликованной в 2009 году в журнале Nature, Нейтс с коллегами ввели в глаза обезьян вирус, который случайным образом поражал некоторые клетки колбочек, чувствительные к зеленому цвету. Вирус, поражая эти клетки, вводил в их ДНК ген, в результате чего, они становились чувствительными к красному цвету. В результате у обезьян появлялась чувствительность к синему, зеленому и красному цветам. Хотя их мозг не был настроен на обработку сигналов от колбочек, воспринимающих красный цвет, обезьяны вскоре научились пользоваться новой информацией, и могли обнаруживать зеленые и красные точки на сером изображении.

С тех пор ученые занимаются исследованием возможности применения аналогичного метода для лечения цветовой слепоты к красному и зеленому цветам у людей. Только в Америке, этим недугом поражено около 1 процента населения. Работа ученых позволяет предположить, что со временем у людей могут появиться колбочки четвертого типа, например, колбочки, чувствительные к ультрафиолетовому цвету, имеющиеся у некоторых птиц. Это могло бы значительно увеличить количество воспринимаемых нами цветов.



Эксперимент на обезьянах имеет и еще одно значимое следствие. Хотя нейроны в мозгу обезьян были настроены на восприятие сигналов от "зеленых" колбочек, они смогли спонтанно адаптироваться к получению сигналов от "красных" колбочек, каким-то образом позволив обезьянам воспринимать новые цвета. Нейтс говорит: "Очень интересно, что думали обезьяны о новых цветах?".

Этот результат показывает, что не существует предопределенного восприятия, назначенного каждой длине волны света, говорит Кэрролл, который не участвовал в этих экспериментах. "Способность выделять определенные длины волн, возникла, можно сказать, из неоткуда - просто простым введением нового гена. Следовательно, получается, что мозг просто собирает ту информацию, которая в него поступает, а уже затем выполняет восприятие цвета".

Когда мы рождаемся, наш мозг, скорее всего, делает то же самое, говорят ученые. Наши нейроны не сконфигурированы заранее на то, чтобы распознавать цвет. Вместо этого мы развиваем в себе уникальное восприятие цвета. "Цвет, это персональное ощущение", - говорит Кэрролл.

Эмоциональные цвета

Другие исследования показывают, что различия в восприятии нами цветов не изменяют универсальной эмоциональной реакции на них. Независимо от того, что вы видите на самом деле, когда вы смотрите на чистое небо, более короткая длина волны его цвета (который мы называем "синим"), как правило, действует на нас успокаивающе. А цвет с более длинными волнами (желтый, оранжевый, красный) делает нас более настороженными. Считается, что эти реакции - которые присутствуют не только у людей, и у многих существ, от рыб, до одноклеточных организмов, "предпочитающих" заниматься фотосинтезом, при желтом свете - развились в качестве способа установления жизненного цикла дня и ночи для живых существ.

Благодаря тому, каким образом атмосфера рассеивает солнечный свет в течение суток, синий цвет доминирует ночью и вблизи полудня, когда живые существа не активны, избегая темноты или вредного ультрафиолетового излучения. А желтый цвет становится доминирующим во время рассвета и заката, когда жизнь на Земле наиболее активна.

В исследовании, подробности которого опубликованы в майском издании журнала "Animal Behavior" ("Поведение животных"), Нейтс с коллегами обнаружили, что изменение цвета (длины волны света) окружающей среды играет более важную роль для жизненного цикла рыб, чем изменение интенсивности света. Ученые пришли к выводу, что животные чувствуют себя в это время более усталыми не в связи с темнотой, а благодаря доминированию синего цвета. Точно также просыпаться нас утром заставляет доминирование желтого цвета, а не увеличение яркости света.

Но эти эволюционные реакции на свет не имеют отношения к светочувствительным колбочкам, или к нашему восприятию цвета. В 1998 году ученые открыли полностью независимый набор светочувствительных рецепторов в глазу человека. Эти рецепторы, названные меланопсином, самостоятельно измеряют количество голубого или желтого цвета в поступающем свете, и передают эту информацию в части мозга, задействованные в создании эмоций и регулировании дневного ритма. Меланопсин, вероятно, возник у живых организмов на Земле за миллиарды лет до появления колбочек, и эти древние детекторы цвета посылают сигналы в мозг по независимым путям.

"Причина того, что мы ощущаем радость при виде красного, оранжевого или желтого цвета, связана со стимулированием этой древней системы распознавания желтого и синего", - говорит Нейтс. - Но наше сознательное восприятие синего и желтого приходит от других механизмов - от клеток колбочек. Поэтому, то, что мы имеем одинаковые эмоциональные реакции на различные цвета, не означает, что все мы одинаково воспринимаем цвета".

Люди с повреждением тех частей мозга, которые связаны с восприятием цвета, могут быть не способными распознавать синий, красный или желтый цвета, но они имеют ту же самую эмоциональную реакцию на свет, как и все остальные, говорит Нейтс. Точно так же, если цвет неба, который вы видите, кто-то называет "красным", он все равно будет действовать на вас успокаивающе.