Visione dei colori umana. Deviazioni della visione dei colori

Visione dei colori

L'occhio umano contiene due tipi cellule fotosensibili(fotorecettori): bastoncelli altamente sensibili e coni meno sensibili. Le aste funzionano in condizioni di illuminazione relativamente scarsa e sono responsabili del meccanismo di visione notturna, ma forniscono solo una percezione della realtà dal colore neutro, limitata alla partecipazione dei colori bianco, grigio e nero. I coni operano a livelli di luce più elevati rispetto ai bastoncelli. Sono responsabili del meccanismo della visione diurna, caratteristica distintiva che è la capacità di fornire visione dei colori.

Nei primati (compresi gli esseri umani), la mutazione ha causato la comparsa di un ulteriore terzo tipo di coni: i recettori del colore. Ciò è stato causato dall'espansione della nicchia ecologica dei mammiferi, dalla transizione di alcune specie allo stile di vita diurno, anche sugli alberi. La mutazione è stata causata dalla comparsa di una copia alterata del gene responsabile della percezione della regione centrale dello spettro, sensibile al verde. Ha fornito un migliore riconoscimento degli oggetti del "mondo diurno": frutti, fiori, foglie.

Spettro solare visibile

Nella retina umana esistono tre tipi di coni, la cui massima sensibilità si verifica nelle parti rossa, verde e blu dello spettro. Già negli anni '70 è stato dimostrato che la distribuzione dei tipi di coni nella retina non è uniforme: i coni "blu" si trovano più vicini alla periferia, mentre i coni "rossi" e "verdi" sono distribuiti in modo casuale, il che è stato confermato più studi dettagliati V inizio XXI secolo. La corrispondenza dei tipi di cono ai tre colori “primari” permette il riconoscimento di migliaia di colori e sfumature. Curve di sensibilità spettrale tre tipi i coni si sovrappongono parzialmente, il che contribuisce al fenomeno del metamerismo. Una luce molto forte eccita tutti e 3 i tipi di recettori e viene quindi percepita come una radiazione bianca accecante (effetto metamerismo). Anche la stimolazione uniforme di tutti e tre gli elementi, corrispondente alla media ponderata della luce diurna, provoca la sensazione di colore bianco

La luce di diverse lunghezze d'onda stimola in modo diverso tipi diversi coni. Ad esempio, la luce giallo-verde stimola ugualmente i coni L e M, ma stimola meno i coni S. La luce rossa stimola i coni di tipo L molto più dei coni di tipo M e non stimola affatto i coni di tipo S; la luce verde-blu stimola i recettori di tipo M più di quelli di tipo L e quelli di tipo S un po' di più; la luce con questa lunghezza d'onda stimola anche i bastoncelli in modo più forte. La luce viola stimola quasi esclusivamente i coni di tipo S. Il cervello percepisce informazioni combinate da diversi recettori, che le forniscono percezione diversa luce con diverse lunghezze d'onda. I geni che codificano per le proteine ​​opsina sensibili alla luce sono responsabili della visione dei colori negli esseri umani e nelle scimmie. Secondo i sostenitori della teoria dei tre componenti, per la percezione del colore è sufficiente la presenza di tre diverse proteine ​​che rispondono a diverse lunghezze d'onda. La maggior parte dei mammiferi possiede solo due di questi geni, motivo per cui hanno una visione a due colori. Se una persona ha due proteine ​​codificate da geni diversi che sono troppo simili o una delle proteine ​​non è sintetizzata, si sviluppa il daltonismo. N. N. Miklouho-Maclay ha scoperto che i Papuani della Nuova Guinea, che vivono nel folto della giungla verde, non hanno la capacità di distinguere il colore verde. La teoria a tre componenti della visione dei colori fu espressa per la prima volta nel 1756 da M. V. Lomonosov, quando scrisse "sulle tre questioni della parte inferiore dell'occhio". Cento anni dopo, fu sviluppato dallo scienziato tedesco G. Helmholtz, che non menziona la famosa opera di Lomonosov "Sull'origine della luce", sebbene sia stata pubblicata e riassunta in tedesco. Parallelamente, esisteva una teoria avversaria del colore di Ewald Hering. È stato sviluppato da David H. Hubel e Torsten N. Wiesel. Hanno ricevuto premio Nobel 1981 per la sua scoperta. Hanno suggerito che l’informazione che entra nel cervello non riguarda i colori rosso (R), verde (G) e blu (B) (teoria dei colori di Jung-Helmholtz). Il cervello riceve informazioni sulla differenza di luminosità - sulla differenza di luminosità del bianco (Y max) e del nero (Y min), sulla differenza tra i colori verde e rosso (G - R), sulla differenza tra blu e fiori gialli(B - giallo) e il colore giallo (giallo = R + G) è la somma di rosso e fiori verdi, dove R, G e B sono la luminosità dei componenti del colore: rosso, R, verde, G e blu, B. Abbiamo un sistema di equazioni - K b&w = Y max - Y min; K gr = Sol - R; K brg = B - R - G, dove K b&w, K gr, K brg sono funzioni dei coefficienti di bilanciamento del bianco per qualsiasi illuminazione. In pratica, ciò si esprime nel fatto che le persone percepiscono lo stesso colore degli oggetti sotto diverse fonti di illuminazione (adattamento del colore). La teoria dell'opposizione generalmente spiega meglio il fatto che le persone percepiscono lo stesso colore degli oggetti sotto fonti di luce estremamente diverse (adattamento del colore), comprese fonti di luce colorate diverse nella stessa scena. Queste due teorie non sono del tutto coerenti tra loro. Ma nonostante ciò, si presume ancora che la teoria dei tre stimoli operi a livello della retina, ma l'informazione viene elaborata e nel cervello vengono ricevuti i dati che sono già coerenti con la teoria dell'avversario.

Questo è uno dei funzioni essenziali occhi, che è fornito dai coni. I bastoncelli non sono in grado di percepire i colori.

L'intero spettro di colori esistente nell'ambiente è composto da 7 colori primari: rosso, arancione, giallo, verde, blu, indaco e viola.

Qualsiasi colore ha le seguenti caratteristiche:

1) la tonalità è la qualità principale del colore, che è determinata dalla lunghezza d'onda. Questo è ciò che chiamiamo “rosso”, “verde”, ecc.;

2) saturazione - caratterizzata dalla presenza di una mescolanza di un altro colore nel colore principale;

3) luminosità: caratterizza il grado di vicinanza di un dato colore al bianco. Questo è ciò che chiamiamo “verde chiaro”, “verde scuro”, ecc.

In totale, l'occhio umano è in grado di percepire fino a 13.000 colori e le loro sfumature.

La capacità dell'occhio di vedere i colori è spiegata dalla teoria di Lomonosov-Young-Helmholtz, secondo la quale tutto colori naturali e le loro sfumature nascono dalla mescolanza di tre colori primari: rosso, verde e blu. In accordo con ciò, si presume che nell'occhio ci siano tre tipi di coni sensibili al colore: sensibili al rosso (in nella massima misura sono irritati dai raggi rossi, meno dal verde e ancor meno dal blu), sensibili al verde (più irritati dai raggi verdi, meno dal blu) e sensibili al blu (più eccitati dai raggi blu, meno dal rosso). Dall'eccitazione totale di questi tre tipi di coni appare la sensazione di un colore o di un altro.

Sulla base della teoria a tre componenti della visione dei colori, le persone che distinguono correttamente tra i tre colori primari (rosso, verde, blu) sono chiamate tricromati normali.

I disturbi della visione dei colori possono essere congeniti o acquisiti. Le patologie congenite (sono sempre bilaterali) colpiscono circa l'8% degli uomini e lo 0,5% delle donne, che sono prevalentemente induttrici e trasmettono le patologie congenite attraverso la linea maschile. I disturbi acquisiti (possono essere unilaterali o bilaterali) si verificano nelle malattie nervo ottico, chiasma, fovea centrale della retina.

Tutti i disturbi della visione dei colori sono raggruppati nella classificazione Chris-Nagel-Rabkin, secondo la quale si distinguono:

1. monocromasia - visione in un solo colore: xanthopsia (giallo), cloropsia (verde), eritropsia (rosso), cianopsia (blu). Quest'ultimo si verifica spesso dopo l'estrazione della cataratta ed è transitorio.

2. dicromasia - completa non percezione di uno dei tre colori primari: protanopsia (la percezione del colore rosso è completamente persa); deuteranopsia (perdita completa della percezione del colore verde, daltonismo); tritanopsia (completa incapacità di percepire la luce blu).

3. tricromasia anomala - quando non vi è alcuna perdita, ma viene interrotta solo la percezione di uno dei colori primari. In questo caso, il paziente distingue il colore principale, ma è confuso riguardo alle sfumature: protanomalia - la percezione del colore rosso è compromessa; deuteranomalia – la percezione del verde è compromessa; tritanomalia: la percezione del colore blu è compromessa. Ogni tipo di tricromasia anomala è divisa in tre gradi: A, B, C. Il grado A è vicino alla dicromasia, il grado C è vicino alla normalità e il grado B occupa una posizione intermedia.

4. acromasia: visione nei colori grigio e nero.

Di tutti i disturbi della visione dei colori, la tricromasia anomala è il più comune. Va notato che la visione ridotta dei colori non è una controindicazione al servizio militare, ma limita la scelta del servizio militare.

La diagnosi dei disturbi della visione dei colori viene effettuata utilizzando le tavole policromatiche di Rabkin. In essi, su uno sfondo di cerchi di diversi colori, ma della stessa luminosità, sono raffigurati numeri e figure facilmente distinguibili dai normali tricromati, e numeri e figure nascosti che si distinguono da pazienti con uno o un altro tipo di disturbo, ma non sono distinti dai normali tricromati.

Per ricerca oggettiva visione dei colori, principalmente nella pratica specialistica, vengono utilizzati gli anomaloscopi.

La visione dei colori si forma parallelamente alla formazione dell'acuità
visione e appare nei primi 2 mesi di vita, e prima appare la percezione della parte dello spettro a onde lunghe (rosso), poi - delle parti a onde medie (giallo-verde) e a onde corte (blu). A 4-5 anni la visione dei colori è già sviluppata e migliora ulteriormente.

Esistono leggi di miscelazione ottica dei colori ampiamente utilizzate nel design: tutti i colori, dal rosso al blu, con tutte le sfumature di transizione, sono collocati nel cosiddetto. Il cerchio di Newton. Secondo la prima legge, se mescoli i colori primari e secondari (sono i colori che si trovano alle estremità opposte della ruota dei colori di Newton), ottieni la sensazione del bianco. Secondo la seconda legge, se si mescolano due colori in uno, si forma il colore che si trova tra di loro.

La percezione del colore, come l'acuità visiva, è una funzione dell'apparato conico della retina.

Visione dei colori — è la capacità dell'occhio di percepire onde luminose di diverse lunghezze d'onda, misurate in nanometri.

Visione dei colori — questa è un'abilità sistema visivo percepire i diversi colori e le loro sfumature. La sensazione del colore si verifica nell'occhio quando i fotorecettori della retina sono esposti alle onde elettromagnetiche nella parte visibile dello spettro.

L'intera varietà di sensazioni cromatiche si forma spostando i sette colori principali dello spettro: rosso, arancione, giallo, verde, blu, indaco e viola. L'esposizione dell'occhio ai singoli raggi monocromatici dello spettro provoca la sensazione dell'uno o dell'altro colore cromatico. L'occhio umano percepisce la parte dello spettro compresa tra i raggi con una lunghezza d'onda compresa tra 383 e 770 nm. I raggi luminosi con una lunghezza d'onda lunga provocano la sensazione del rosso, mentre i raggi luminosi con una lunghezza d'onda corta provocano i colori blu e viola. Le lunghezze d'onda intermedie provocano le sensazioni di arancione, giallo, verde e fiori blu.

La fisiologia e la patologia della percezione del colore sono spiegate in modo più completo dalla teoria a tre componenti della visione dei colori Lomonosov-Jung-Helmholtz. Secondo questa teoria, nella retina umana esistono tre tipi di coni, ciascuno dei quali percepisce un colore primario corrispondente. Ciascuno di questi tipi di coni contiene diversi pigmenti visivi sensibili al colore: alcuni per il rosso, altri per il verde e altri per il blu. Con la piena funzionalità di tutti e tre i componenti, è assicurata una visione dei colori normale, chiamata normale tricromasia, e le persone che ce l'hanno — tricromia.

L'intera varietà di sensazioni visive può essere divisa in due gruppi:

• acromatico- percezione del bianco, del nero, colori grigi, dal più chiaro al più scuro;
• cromatico- percezione di tutti i toni e le sfumature dello spettro dei colori.

I colori cromatici si distinguono per tonalità, luminosità o luminosità e saturazione.

Tonalità di colore — questo è un segno di ogni colore che permette di attribuire un dato colore ad un colore particolare. La leggerezza di un colore è caratterizzata dal grado della sua vicinanza Colore bianco.

Saturazione del colore — grado di differenza dall'acromatico della stessa luminosità. Tutta la varietà delle sfumature cromatiche è ottenuta mescolando solo tre colori primari: rosso, verde, blu.

Le leggi della miscelazione dei colori si applicano se entrambi gli occhi sono irritanti colori differenti. Di conseguenza, la miscelazione dei colori binoculare non è diversa dalla miscelazione dei colori monoculare, il che indica il ruolo del sistema nervoso centrale in questo processo.

Distinguere acquisita e congenita disturbi della visione dei colori. I disturbi congeniti dipendono da tre componenti: si chiama questa visione — dicromasia. Quando si perdono due componenti si parla di visione — monocromasia.

Gli acquisiti sono rari: per le malattie del nervo ottico della retina e del sistema nervoso centrale.

La valutazione della percezione del colore viene effettuata secondo la classificazione Chris-Nagel-Rabkin, che fornisce:

• tricromasia normale- visione dei colori, in cui tutti questi recettori sono sviluppati e funzionano normalmente;
• tricromasia anomala- uno dei tre recettori non funziona correttamente. Si distingue in: protanomalia, caratterizzata da un'anomalia nello sviluppo del primo recettore (rosso); deuteranomalia, caratterizzata da un'anomalia nello sviluppo del secondo recettore (verde); - tritanomalia, caratterizzata da un'anomalia nello sviluppo del terzo recettore (blu);
• dicromasia- visione dei colori, in cui uno dei tre recettori non funziona. La dicromasia è divisa in:

• protanopia- cecità prevalentemente al colore rosso;
• deuteranopia- cecità prevalentemente al colore verde;
• tritanopia- Prevalentemente daltonismo blu.

monocromasia o acromasia — completa assenza visione dei colori.

Disturbi della visione dei colori più significativi, chiamati parziali daltonismo, si verificano quando si verifica una perdita completa della percezione di una componente del colore. Si ritiene che coloro che soffrono di questo disturbo... dicromati- può essere protanopi quando appare il rosso, deuteranopi- verde e tritanopi- componente viola.

Vedi funzioni analizzatore visivo e i metodi della loro ricerca

Saenko I.A.

1. Manuale dell'infermiere per l'assistenza/N. I. Belova, B. A. Berenbein, D. A. Velikoretsky e altri; Ed. N. R. Paleeva.-M.: Medicina, 1989.
2. Ruban E. D., Gainutdinov I. K. Infermieristica in oftalmologia. - Rostov n/d: Fenice, 2008.

Visione dei colori

La fenomenologia della percezione del colore è descritta dalle leggi della visione dei colori derivate dai risultati di esperimenti psicofisici. Sulla base di queste leggi, diverse teorie sulla visione dei colori sono state sviluppate in un periodo di oltre 100 anni. Solo negli ultimi 25 anni circa è diventato possibile testare direttamente queste teorie utilizzando metodi elettrofisiologici registrando l'attività elettrica di singoli recettori e neuroni nel sistema visivo.

Fenomenologia della percezione del colore

Le tonalità dei colori formano un continuum “naturale”. Quantitativamente può essere rappresentato come una ruota dei colori, sulla quale è data una sequenza di tipi: rosso, giallo, verde, ciano, viola e ancora rosso. Tonalità e saturazione insieme determinano la crominanza o il livello del colore. La saturazione è determinata dalla quantità di bianco o nero in un colore. Ad esempio, se il rosso puro viene mescolato con il bianco, si ottiene una tinta rosa. Qualsiasi colore può essere rappresentato da un punto in un “corpo di colore” tridimensionale. Uno dei primi esempi di “corpo colorato” è la sfera colorata dell'artista tedesco F. Runge (1810). Ogni colore qui corrisponde ad un'area specifica situata sulla superficie o all'interno della sfera. Questa rappresentazione può essere utilizzata per descrivere le seguenti leggi qualitative più importanti della percezione del colore.

1.

2.

3.

I moderni sistemi di colore metrici descrivono la percezione del colore in base a tre variabili: tonalità, saturazione e luminosità. Questo viene fatto per spiegare le leggi dello spostamento del colore, di cui parleremo di seguito, e per determinare livelli di percezione del colore identica. Nei sistemi tridimensionali metrici, un corpo di colore non sferico si forma da una sfera di colore ordinaria attraverso la sua deformazione. Lo scopo della creazione di tali sistemi di colori metrici (in Germania viene utilizzato il sistema di colori DIN sviluppato da Richter) non è una spiegazione fisiologica della visione dei colori, ma piuttosto una descrizione inequivocabile delle caratteristiche della percezione dei colori. Tuttavia, quando un esaustivo teoria fisiologica visione dei colori (non esiste ancora una teoria del genere), deve essere in grado di spiegare la struttura dello spazio colore.

Teorie della visione dei colori

Teoria a tre componenti della visione dei colori

La visione dei colori si basa su tre indipendenti processi fisiologici. La teoria a tre componenti della visione dei colori (Jung, Maxwell, Helmholtz) postula la presenza di tre vari tipi coni, che agiscono come ricevitori indipendenti se l'illuminazione è a livello fotopico.

Vengono elaborate le combinazioni di segnali ricevuti dai recettori sistemi neurali ah percezione della luminosità e del colore. La correttezza di questa teoria è confermata dalle leggi della miscelazione dei colori, nonché da molti fattori psicofisiologici. Ad esempio, al limite inferiore della sensibilità fotopica, solo tre componenti possono differire nello spettro: rosso, verde e blu.

Teoria del colore avversario

Se un anello verde brillante circonda un cerchio grigio, quest'ultimo, a seguito del contrasto cromatico simultaneo, acquisisce un colore rosso. I fenomeni del contrasto cromatico simultaneo e del contrasto cromatico sequenziale servirono come base per la teoria dei colori avversari, proposta nel XIX secolo. Göring. Hering propose che esistessero quattro colori primari – rosso, giallo, verde e blu – e che fossero accoppiati a coppie da due meccanismi antagonisti: il meccanismo verde-rosso e il meccanismo giallo-blu. Un terzo meccanismo avversario è stato ipotizzato anche per i colori complementari acromatici del bianco e del nero. A causa della natura polare della percezione di questi colori, Hering chiamò queste coppie di colori “colori opposti”. Dalla sua teoria ne consegue che non possono esserci colori come “rosso-verdastro” e “giallo-bluastro”.

Teoria delle zone

Disturbi della visione dei colori

Vari cambiamenti patologici, l'interruzione della percezione del colore può verificarsi a livello dei pigmenti visivi, a livello dell'elaborazione del segnale nei fotorecettori o nelle parti alte del sistema visivo, nonché nell'apparato diottrico dell'occhio stesso. Di seguito vengono descritti i disturbi della visione dei colori che sono congeniti e colpiscono quasi sempre entrambi gli occhi. I casi di compromissione della visione dei colori in un solo occhio sono estremamente rari. In quest'ultimo caso, il paziente ha l'opportunità di descrivere i fenomeni soggettivi di visione dei colori compromessa, poiché può confrontare le sue sensazioni ottenute con l'aiuto degli occhi destro e sinistro.

Anomalie della visione dei colori

Le anomalie sono solitamente chiamate alcuni disturbi minori nella percezione dei colori. Sono ereditati come tratto recessivo legato al cromosoma X. Gli individui con un'anomalia del colore sono tutti tricromati, cioè Loro, come le persone con una normale visione dei colori, devono utilizzare tre colori primari per descrivere completamente il colore visibile. Tuttavia, le anomalie sono meno in grado di distinguere alcuni colori rispetto ai tricromati con vista normale e utilizzano proporzioni diverse di rosso e verde nei test di corrispondenza dei colori. I test con un anomaloscopio mostrano che se nella miscela di colori c'è più rosso del normale, e con la deuteranomalia c'è più verde nella miscela del necessario. IN in rari casi tritanomalia, il lavoro del canale giallo-blu è interrotto.

Dicromati

Varie forme di dicromatopsia vengono ereditate anche come tratti recessivi legati all'X. I dicromatici possono descrivere tutti i colori che vedono utilizzando solo due colori puri. Sia i protanopi che i deuteranopi hanno un funzionamento compromesso del canale rosso-verde. I protanopi confondono il rosso con il nero, il grigio scuro, il marrone e in alcuni casi, come i deuteranopi, con il verde. Parte specifica lo spettro sembra loro acromatico. Per il protanopo questa regione è compresa tra 480 e 495 nm, per il deuteranopo tra 495 e 500 nm. I tritanopi raramente trovati confondono il giallo e il blu. L'estremità blu-viola dello spettro sembra loro acromatica, come una transizione dal grigio al nero. Anche la regione spettrale compresa tra 565 e 575 nm dei tritanopi è percepita come acromatica.

Daltonismo completo

Meno dello 0,01% di tutte le persone sono completamente daltoniche. Vedono monocromatici il mondo come un film in bianco e nero, cioè si distinguono solo le sfumature di grigio. Tali monocromatici di solito mostrano un adattamento alla luce compromesso a livelli di illuminazione fotopica. Poiché gli occhi dei monocromatici sono facilmente accecati, hanno difficoltà a distinguere le forme alla luce del giorno, il che provoca fotofobia. Ecco perché indossano quelli scuri Occhiali da sole anche con la normale luce del giorno. Nella retina dei monocromatici con esame istologico solitamente non si riscontrano anomalie. Si ritiene che i loro coni contengano rodopsina invece del pigmento visivo.

Disturbi dell'apparato dei bastoncelli

Diagnosi dei disturbi della visione dei colori

Dato che c'è tutta la linea Professioni che richiedono una normale visione dei colori (ad esempio autisti, piloti, macchinisti, stilisti), tutti i bambini dovrebbero sottoporsi a un test della visione dei colori per tenere successivamente conto della presenza di anomalie nella scelta di una professione. In uno dei test semplici Vengono utilizzate tavole Ishihara “pseudo-isocromatiche”. Queste tavole contengono macchie di diverse dimensioni e colori, disposte in modo da formare lettere, segni o numeri. Macchie di colori diversi hanno lo stesso livello di luminosità. Le persone con problemi di visione dei colori non sono in grado di vedere alcuni simboli (questo dipende dal colore delle macchie da cui sono formati). Utilizzando varie opzioni Tabelle Ishihara, i disturbi della visione dei colori possono essere rilevati in modo abbastanza affidabile. Diagnosi accurata possibile utilizzando test di miscelazione dei colori.

Letteratura:
1. J. Dudel, M. Zimmerman, R. Schmidt, O. Grüsser et al. Fisiologia umana, volume 2, traduzione dall'inglese, “World”, 1985
2. Cap. Ed. B.V. Petrovsky. Popolare enciclopedia medica, Arte. “Visione”, “Visione a colori”,” Enciclopedia sovietica”, 1988
3. V.G.

Visione dei colori

Eliseev, Yu. I. Afanasyev, N. A. Yurina. Istologia, “Medicina”, 1983

Sensazione visiva- percezione individuale di uno stimolo visivo che avviene quando i raggi luminosi diretti e riflessi dagli oggetti raggiungono una certa intensità di soglia. Un vero oggetto visivo situato nel campo visivo evoca un complesso di sensazioni, la cui integrazione forma la percezione dell'oggetto.

Percezione degli stimoli visivi. La percezione della luce viene effettuata con la partecipazione di fotorecettori, o cellule neurosensoriali, che appartengono ai recettori sensoriali secondari. Ciò significa che sono cellule specializzate che trasmettono informazioni sui quanti di luce ai neuroni retinici, tra cui prima i neuroni bipolari, poi alle cellule gangliari, i cui assoni costituiscono le fibre del nervo ottico; l'informazione poi entra nei neuroni sottocorticali (talamo e collicolo anteriore) e centri corticali(campo di proiezione primaria 17, campi di proiezione secondaria 18 e 19) della visione. Inoltre, anche le cellule orizzontali e amacrine partecipano ai processi di trasmissione ed elaborazione delle informazioni nella retina. Tutti i neuroni della retina formano l'apparato nervoso dell'occhio, che non solo trasmette informazioni ai centri visivi del cervello, ma partecipa anche alla sua analisi ed elaborazione. Pertanto, la retina è chiamata la parte del cervello situata alla periferia.

Più di 100 anni fa, sulla base di caratteristiche morfologiche Max Schultze ha diviso i fotorecettori in due tipi: bastoncini (cellule lunghe e sottili con un segmento esterno cilindrico e un segmento interno di uguale diametro) e coni (con cellule più corte e spesse). segmento interno). Ha attirato l'attenzione sul fatto che gli animali notturni ( pipistrello, gufo, talpa, gatto, riccio) predominavano i bastoncini nella retina e i coni predominavano negli animali diurni (piccioni, polli, lucertole). Sulla base di questi dati, Schultze ha proposto una teoria della doppia visione, secondo la quale i bastoncelli forniscono visione scotopica, o visione in bassi livelli di luce, e i coni forniscono visione fotopica e operano in condizioni di luce più intensa. È da notare però che i gatti vedono perfettamente durante il giorno, e i ricci tenuti in cattività si adattano facilmente ad uno stile di vita diurno; i serpenti, la cui retina contiene principalmente coni, sono ben orientati al crepuscolo.

Caratteristiche morfologiche dei bastoncelli e dei coni. Nella retina umana, ciascun occhio contiene circa 110-123 milioni di bastoncelli e circa 6-7 milioni di coni, cioè 130 milioni di fotorecettori. In zona punto maculare Ci sono principalmente coni e alla periferia ci sono i bastoncelli.

Costruzione dell'immagine. L'occhio è dotato di diversi mezzi rifrangenti: la cornea, il fluido delle camere anteriore e posteriore dell'occhio, il cristallino e vitreo. Costruzione dell'immagine in un sistema del genere è molto difficile, perché ogni mezzo rifrattivo ha il proprio raggio di curvatura e indice di rifrazione. Calcoli speciali hanno dimostrato che è possibile utilizzare un modello semplificato: occhio ridotto e supponiamo che esista solo una superficie rifrangente: la cornea e una punto nodale(il raggio lo attraverserà senza rifrazione), situato a una distanza di 17 mm davanti alla retina (Fig. 60).

Riso. 60. Posizione del punto nodale Fig. 61. Costruzione dell'immagine e back focus dell'occhio.

Costruire l'immagine di un oggetto AB Da ciascun punto che lo delimita si prendono due raggi: un raggio passa attraverso il fuoco dopo la rifrazione e il secondo passa senza rifrazione attraverso il punto nodale (Fig. 61). La convergenza di questi raggi dà un'immagine di punti UN E B- punti A1 E B2 e di conseguenza l'argomento A1B1. L'immagine è reale, inversa e ridotta. Conoscere la distanza dall'oggetto all'occhio OD, dimensioni degli oggetti AB e la distanza dal punto nodale alla retina (17 mm), è possibile calcolare la dimensione dell'immagine. Per fare questo, dalla somiglianza dei triangoli AOB e viene visualizzata l'uguaglianza delle relazioni L1B1O1:

Il potere rifrattivo dell'occhio è espresso in diottrie. Una lente con una lunghezza focale di 1 m ha un potere di rifrazione di una diottria. Per determinare il potere di rifrazione di una lente in diottrie, l'unità deve essere divisa per la lunghezza focale ai centri. Messa a fuoco- questo è il punto di convergenza dopo la rifrazione dei raggi incidenti parallelamente alla lente. Lunghezza focale chiamiamo fuoco la distanza dal centro della lente (per l'occhio dal punto nodale).

L'occhio umano è predisposto per esaminare oggetti distanti: raggi paralleli provenienti da un punto luminoso molto distante convergono sulla retina e, quindi, il fuoco è su di essa. Quindi la distanza DI dalla retina al punto nodale DIè la lunghezza focale dell'occhio. Se lo prendiamo pari a 17 mm, il potere rifrattivo dell'occhio sarà pari a:

Visione dei colori. La maggior parte delle persone è in grado di distinguere tra i colori primari e le loro numerose sfumature. Ciò si spiega con l'effetto sui fotorecettori delle oscillazioni elettromagnetiche di diverse lunghezze d'onda, comprese quelle che danno la sensazione del viola (397-424 nm), blu (435 nm), verde (546 nm), giallo (589 nm) e rosso (671 -700 nm). Oggi nessuno dubita che per la normale visione dei colori umana, qualsiasi tonalità di colore possa essere ottenuta mediante miscelazione additiva di 3 tonalità di colore primarie: rosso (700 nm), verde (546 nm) e blu (435 nm). Il colore bianco produce una miscela di raggi di tutti i colori, sia una miscela di tre colori primari (rosso, verde e blu), sia mescolando due cosiddetti colori complementari accoppiati: rosso e blu, giallo e blu.

I raggi luminosi con una lunghezza d'onda da 0,4 a 0,8 micron, provocando l'eccitazione nei coni della retina, provocano la sensazione del colore di un oggetto. La sensazione del colore rosso si verifica quando esposta ai raggi con la lunghezza d'onda più lunga, viola - con la più corta.

Ci sono tre tipi di coni nella retina che rispondono in modo diverso al rosso, al verde e viola. Alcuni coni rispondono principalmente al rosso, altri al verde e altri al viola. Questi tre colori erano chiamati primari. La registrazione dei potenziali d'azione di singole cellule gangliari della retina ha mostrato che quando l'occhio è illuminato da raggi di diverse lunghezze d'onda, l'eccitazione in alcune cellule - dominatori- avviene sotto l'azione di qualsiasi colore, in altri - modulatori- solo ad una certa lunghezza d'onda. In questo caso sono stati identificati 7 diversi modulatori che rispondevano a lunghezze d'onda da 0,4 a 0,6 μm.

Attraverso la miscelazione ottica dei colori primari si possono ottenere tutti gli altri colori dello spettro e tutte le sfumature. A volte si verificano disturbi nella percezione del colore, a causa dei quali una persona non riesce a distinguere tra determinati colori. Questa deviazione è osservata nell'8% degli uomini e nello 0,5% delle donne. Una persona potrebbe non essere in grado di distinguere uno, due o, in casi più rari, tutti e tre i colori primari, quindi tutti ambiente percepito in sfumature di grigio.

Adattamento. La sensibilità dei fotorecettori retinici all'azione degli stimoli luminosi è estremamente elevata. Un bastoncino della retina può essere eccitato dall'azione di 1-2 quanti di luce. La sensibilità può cambiare al variare delle condizioni di illuminazione. Al buio aumenta e alla luce diminuisce.

Adattamento oscuro, cioè Si osserva un aumento significativo della sensibilità degli occhi quando si passa da una stanza luminosa a una buia. Nei primi dieci minuti di permanenza al buio, la sensibilità dell'occhio alla luce aumenta decine di volte, e poi entro un'ora decine di migliaia di volte. Al centro adattamento oscuro Esistono due processi principali: ripristino dei pigmenti visivi e aumento dell'area del campo recettivo. Inizialmente vengono ripristinati i pigmenti visivi dei coni, il che, tuttavia, non porta a grandi cambiamenti nella sensibilità dell'occhio, poiché la sensibilità assoluta dell'apparato dei coni è piccola. Entro la fine della prima ora di oscurità, viene ripristinata la rodopsina, che aumenta la sensibilità dei bastoncelli alla luce di 100.000-200.000 volte (e, quindi, aumenta visione periferica). Inoltre, al buio, a causa dell'indebolimento o della rimozione dell'inibizione laterale (i neuroni dei centri visivi sottocorticali e corticali prendono parte a questo processo), l'area del centro eccitatorio del campo recettivo della cellula gangliare aumenta in modo significativo (allo stesso tempo, aumenta la convergenza dei fotorecettori sui neuroni bipolari e sui neuroni bipolari - per cellula gangliare). Come risultato di questi eventi, dovuti alla sommatoria spaziale alla periferia della retina sensibilità alla luce al buio aumenta, ma allo stesso tempo l'acuità visiva diminuisce. L'attivazione del sistema nervoso simpatico e l'aumento della produzione di catecolamine aumentano il tasso di adattamento al buio.

Gli esperimenti hanno dimostrato che l'adattamento dipende dalle influenze provenienti dal sistema nervoso centrale. Pertanto, l'illuminazione di un occhio provoca una diminuzione della sensibilità alla luce del secondo occhio, che non è stato esposto all'illuminazione.

visione dei colori e metodi per la sua determinazione

Si presume che gli impulsi provenienti dal sistema nervoso centrale causino un cambiamento nel numero di cellule orizzontali funzionanti. All’aumentare del loro numero, aumenta il numero di fotorecettori collegati ad una cellula gangliare, cioè aumenta il campo recettivo. Ciò garantisce una reazione con una minore intensità di stimolazione luminosa. All’aumentare dell’illuminazione, il numero di cellule orizzontali eccitate diminuisce, il che è accompagnato da una diminuzione della sensibilità.

Quando si passa dall'oscurità alla luce, si verifica una cecità temporanea, quindi la sensibilità dell'occhio diminuisce gradualmente, ad es. avviene l'adattamento alla luce. È associato principalmente ad una diminuzione dell'area dei campi recettivi della retina.

Biofisica della visione dei colori COLORE E MISURAZIONE DEL COLORE Vari fenomeni di visione dei colori mostrano in modo particolarmente chiaro che la percezione visiva dipende non solo dal tipo di stimoli e dal lavoro dei recettori, ma anche dalla natura dell'elaborazione del segnale in sistema nervoso. Parti diverse dello spettro visibile ci appaiono colorate in modo diverso e c'è un continuo cambiamento nelle sensazioni mentre passiamo dal viola e dal blu, passando per il verde e il giallo, fino al rosso. Allo stesso tempo, possiamo percepire i colori che non sono nello spettro, ad esempio il tono viola che si ottiene mescolando i colori rosso e blu. Completamente differente condizioni fisiche la stimolazione visiva può portare alla percezione identica del colore. Ad esempio, il giallo monocromatico non può essere distinto da una certa miscela di verde puro e rosso puro. La fenomenologia della percezione del colore è descritta dalle leggi della visione dei colori derivate dai risultati di esperimenti psicofisici. Sulla base di queste leggi, diverse teorie sulla visione dei colori sono state sviluppate in un periodo di oltre 100 anni. È solo negli ultimi 25 anni circa che è diventato possibile testare direttamente queste teorie utilizzando l’elettrofisiologia, registrando l’attività elettrica di singoli recettori e neuroni nel sistema visivo. Fenomenologia della percezione del colore Il mondo visivo di una persona con una visione dei colori normale è estremamente ricco di sfumature di colore. Una persona può distinguere circa 7 milioni di diverse sfumature di colore. Confronta: ci sono anche circa 7 milioni di coni nella retina. Tuttavia, un buon monitor può visualizzare circa 17 milioni di colori (più precisamente 16’777’216). L'intero set può essere diviso in due classi: tonalità cromatiche e acromatiche. Le tonalità acromatiche formano una sequenza naturale dal bianco più brillante al nero più profondo, che corrisponde alla sensazione del nero nel fenomeno del contrasto simultaneo (una figura grigia su sfondo bianco appare più scura della stessa figura su sfondo scuro). Le sfumature cromatiche sono associate al colore della superficie degli oggetti e sono caratterizzate da tre qualità fenomenologiche: tonalità, saturazione e luminosità. Nel caso di stimoli luminosi luminosi (ad esempio una sorgente luminosa colorata), l'attributo “leggerezza” viene sostituito dall'attributo “illuminazione” (luminosità). Stimoli luminosi monocromatici con stessa energia, ma diverse lunghezze d'onda provocano diverse sensazioni di luminosità. Le curve di luminanza spettrale (o curve di sensibilità spettrale) sia per la visione fotopica che per quella scotopica sono costruite sulla base di misurazioni sistematiche energia emessa che è necessaria affinché stimoli luminosi di diverse lunghezze d'onda (stimoli monocromatici) producano uguali sensazioni soggettive di luminosità. Le tonalità dei colori formano un continuum “naturale”. Quantitativamente può essere rappresentato come una ruota dei colori, sulla quale è data una sequenza di tipi: rosso, giallo, verde, ciano, viola e ancora rosso. Tonalità e saturazione insieme determinano la crominanza o il livello del colore. La saturazione è determinata dalla quantità di bianco o nero in un colore. Ad esempio, se il rosso puro viene mescolato con il bianco, si ottiene una tinta rosa. Qualsiasi colore può essere rappresentato da un punto in un “corpo di colore” tridimensionale. Uno dei primi esempi di “corpo colorato” è la sfera colorata dell'artista tedesco F. Runge (1810). Ogni colore qui corrisponde ad un'area specifica situata sulla superficie o all'interno della sfera. Questa rappresentazione può essere utilizzata per descrivere le seguenti leggi qualitative più importanti della percezione del colore. I colori percepiti formano un continuum; in altre parole, i colori simili si trasformano l'uno nell'altro in modo fluido, senza salti. Ogni punto nel colore solido può essere definito con precisione da tre variabili. La struttura del corpo colorato ha punti polari: colori complementari come bianco e nero, verde e rosso, blu e giallo, situati sui lati opposti della sfera. I moderni sistemi di colore metrici descrivono la percezione del colore in base a tre variabili: tonalità, saturazione e luminosità. Questo viene fatto per spiegare le leggi dello spostamento del colore, di cui parleremo di seguito, e per determinare livelli di percezione del colore identica. Nei sistemi tridimensionali metrici, un corpo di colore non sferico si forma da una sfera di colore ordinaria attraverso la sua deformazione. Lo scopo della creazione di tali sistemi di colori metrici (in Germania viene utilizzato il sistema di colori DIN sviluppato da Richter) non è una spiegazione fisiologica della visione dei colori, ma piuttosto una descrizione inequivocabile delle caratteristiche della percezione dei colori. Tuttavia, quando viene avanzata una teoria fisiologica completa della visione dei colori (non esiste ancora una teoria del genere), deve essere in grado di spiegare la struttura dello spazio colore. Miscelazione dei colori La miscelazione additiva dei colori avviene quando raggi luminosi di diverse lunghezze d'onda cadono sullo stesso punto della retina. Ad esempio, in un anomaloscopio, uno strumento utilizzato per diagnosticare i disturbi della visione dei colori, uno stimolo luminoso (ad esempio, il giallo puro con una lunghezza d'onda di 589 nm) viene proiettato su metà del cerchio, mentre una miscela di colori (ad esempio, rosso puro con una lunghezza d'onda di 671 nm e verde puro con una lunghezza d'onda di 546 nm) - all'altra metà. Una miscela spettrale additiva che dà una sensazione identica a un colore puro può essere trovata dalla seguente “equazione di miscelazione dei colori”: a (rosso, 671) + b (verde, 546) c (giallo, 589)(1) Il simbolo significa l'equivalenza della sensazione e non ha alcun significato matematico, a, b e c sono coefficienti di illuminazione. Per una persona con una visione dei colori normale, il coefficiente per la componente rossa dovrebbe essere considerato pari a circa 40 e per la componente verde - circa 33 unità relative (se l'illuminazione per la componente gialla viene considerata pari a 100 unità). Se si prendono due stimoli luminosi monocromatici, uno nell'intervallo da 430 a 555 nm e l'altro da 492 a 660 nm, e li si mescolano in modo additivo, la tonalità di colore della miscela di colori risultante sarà bianca o corrisponderà a un colore puro con un lunghezza d'onda tra le lunghezze d'onda dei colori miscelati. Tuttavia, se la lunghezza d'onda di uno degli stimoli monocromatici supera i 660 nm e l'altro non raggiunge i 430 nm, si ottengono tonalità di colore viola, che non sono presenti nello spettro. Colore bianco. Per ogni tonalità di colore ruota dei colori C'è un'altra tonalità di colore che, mescolata, dà il bianco. Costanti (coefficienti di ponderazione aeb) dell'equazione di miscelazione un(F1 ) + b (F2 )K (bianco) (2) dipendono dalla definizione di “bianco”.

Colore e visione

Qualsiasi coppia di tonalità di colore F1, F2 che soddisfa l'equazione (2) è chiamata colori complementari.

Miscelazione sottrattiva dei colori. Si differenzia dalla miscelazione additiva dei colori in quanto è un processo puramente fisico. Se la luce bianca viene fatta passare attraverso due filtri ad ampia larghezza di banda, prima il giallo e poi il blu, la miscela sottrattiva risultante sarà verde, poiché solo la luce verde può passare attraverso entrambi i filtri. L'artista, quando mescola le vernici, produce una miscelazione cromatica sottrattiva, poiché i singoli granuli di vernice agiscono come filtri cromatici ad ampia larghezza di banda.

TRICROMATICITÀ

Per la normale visione dei colori, qualsiasi tonalità di colore (F4) può essere ottenuta miscelando in modo additivo tre tonalità di colore specifiche F1-F3. Questa condizione necessaria e sufficiente è descritta la seguente equazione percezione del colore:

un(F1 ) + b (F2 ) + c (F3 ) d (F4 } (3)

Secondo la convenzione internazionale, i colori puri con lunghezze d'onda di 700 nm (rosso), 546 nm (verde) e 435 nm (blu) sono selezionati come colori primari (principali) F1, F2, F3, che possono essere utilizzati per costruire colori moderni sistemi). Per ottenere il bianco dalla miscelazione additiva, i pesi di questi colori primari (a, b e c) devono essere legati dalla seguente relazione:

a + b + c + d = 1 (4)

I risultati degli esperimenti fisiologici sulla percezione del colore, descritti dalle equazioni (1) - (4), possono essere presentati sotto forma di un diagramma di cromaticità (“triangolo dei colori”), che è troppo complesso per essere rappresentato in questo lavoro. Questo diagramma differisce dalla rappresentazione tridimensionale dei colori in quanto manca un parametro: la "leggerezza". Secondo questo diagramma, quando si mescolano due colori, il colore risultante si trova sulla linea retta che collega i due colori originali. Per trovare le coppie di colori complementari utilizzando questo diagramma, è necessario tracciare una linea retta che passa attraverso il “punto bianco”.

I colori utilizzati nella televisione a colori si ottengono miscelando in modo additivo tre colori scelti in modo simile all'equazione (3).

TEORIE DELLA VISIONE DEI COLORI

Teoria a tre componenti della visione dei colori

Dall'equazione (3) e dal diagramma di cromaticità ne consegue che la visione dei colori si basa su tre processi fisiologici indipendenti. La teoria a tre componenti della visione dei colori (Jung, Maxwell, Helmholtz) postula la presenza di tre diversi tipi di coni che agiscono come ricevitori indipendenti quando l'illuminazione è a livelli fotopici. Le combinazioni di segnali ricevuti dai recettori vengono elaborate nei sistemi neurali per la percezione della luminosità e del colore. La correttezza di questa teoria è confermata dalle leggi della miscelazione dei colori, nonché da molti fattori psicofisiologici. Ad esempio, al limite inferiore della sensibilità fotopica, solo tre componenti possono differire nello spettro: rosso, verde e blu.

I primi dati oggettivi che confermano l'ipotesi della presenza di tre tipi di recettori della visione dei colori sono stati ottenuti utilizzando misurazioni microspettrofotometriche di singoli coni, nonché registrando i potenziali recettori specifici del colore dei coni nelle retine di animali con visione dei colori.

Teoria del colore avversario

Se un anello verde brillante circonda un cerchio grigio, quest'ultimo, a seguito del contrasto cromatico simultaneo, acquisisce un colore rosso. I fenomeni del contrasto cromatico simultaneo e del contrasto cromatico sequenziale servirono come base per la teoria dei colori avversari, proposta nel XIX secolo. Göring. Hering propose che esistessero quattro colori primari – rosso, giallo, verde e blu – e che fossero accoppiati a coppie da due meccanismi antagonisti: il meccanismo verde-rosso e il meccanismo giallo-blu. Un terzo meccanismo avversario è stato ipotizzato anche per i colori complementari acromatici bianco e nero. A causa della natura polare della percezione di questi colori, Hering chiamò queste coppie di colori “colori opposti”. Dalla sua teoria ne consegue che non possono esserci colori come “rosso-verdastro” e “giallo-bluastro”.

Pertanto, la teoria del colore avversario postula la presenza di meccanismi neurali antagonisti specifici del colore. Ad esempio, se un neurone di questo tipo viene eccitato da uno stimolo di luce verde, allora uno stimolo rosso dovrebbe provocarne l'inibizione. I meccanismi di opposizione proposti da Goering hanno ricevuto un sostegno parziale dopo aver imparato a registrare l'attività cellule nervose direttamente associati ai recettori. Pertanto, in alcuni vertebrati con visione dei colori, sono state scoperte cellule orizzontali “rosso-verde” e “giallo-blu”. Nelle cellule del canale “rosso-verde”, il potenziale di membrana a riposo cambia e la cellula si iperpolarizza se la luce con uno spettro di 400-600 nm cade sul suo campo recettivo, e si depolarizza quando viene ricevuto uno stimolo con lunghezza d'onda superiore a 600 nm. applicato. Le cellule del canale “giallo-blu” si iperpolarizzano quando esposte alla luce con una lunghezza d'onda inferiore a 530 nm e si depolarizzano nell'intervallo 530-620 nm.

Sulla base di tali dati neurofisiologici, si possono costruire semplici reti neurali che spiegano come comunicare tra tre sistemi di coni indipendenti per produrre risposte specifiche per il colore tra i neuroni ai livelli più alti del sistema visivo.

Teoria delle zone

Un tempo c'erano accesi dibattiti tra i sostenitori di ciascuna delle teorie descritte. Tuttavia, queste teorie possono ora essere considerate interpretazioni complementari della visione dei colori. La teoria delle bande di Criss, proposta 80 anni fa, ha tentato di unificare sinteticamente queste due teorie concorrenti. Mostra che la teoria dei tre componenti è adatta a descrivere il funzionamento del livello del recettore, e la teoria dell'avversario è adatta a descrivere i sistemi neurali di più alto livello sistema visivo.

DISTURBI DELLA VISIONE DEI COLORI

Vari cambiamenti patologici che interrompono la percezione del colore possono verificarsi a livello dei pigmenti visivi, a livello di elaborazione del segnale nei fotorecettori o nelle parti alte del sistema visivo, nonché nell'apparato diottrico dell'occhio stesso.

Di seguito vengono descritti i disturbi della visione dei colori che sono congeniti e colpiscono quasi sempre entrambi gli occhi. I casi di compromissione della visione dei colori in un solo occhio sono estremamente rari. In quest'ultimo caso, il paziente ha l'opportunità di descrivere i fenomeni soggettivi di visione dei colori compromessa, poiché può confrontare le sue sensazioni ottenute con l'aiuto degli occhi destro e sinistro.

Anomalie della visione dei colori

Le anomalie sono solitamente chiamate alcuni disturbi minori nella percezione dei colori. Sono ereditati come tratto recessivo legato al cromosoma X. Gli individui con un'anomalia del colore sono tutti tricromati, cioè loro, come le persone con una normale visione dei colori, devono utilizzare tre colori primari per descrivere completamente il colore visibile (eq. 3).

Tuttavia, le anomalie sono meno in grado di distinguere alcuni colori rispetto ai tricromati con vista normale e utilizzano proporzioni diverse di rosso e verde nei test di corrispondenza dei colori. Il test con un anomaloscopio mostra che con la protanomalia secondo l'Eq. (1) nella miscela di colori c'è più rosso del normale e, con la deuteranomalia, nella miscela c'è più verde del necessario. In rari casi di tritanomalia, il canale giallo-blu è interrotto.

Dicromati

Varie forme di dicromatopsia vengono ereditate anche come tratti recessivi legati all'X. I dicromatici possono descrivere tutti i colori che vedono utilizzando solo due colori puri (eq. 3). Sia i protanopi che i deuteranopi hanno un funzionamento compromesso del canale rosso-verde. I protanopi confondono il rosso con il nero, il grigio scuro, il marrone e in alcuni casi, come i deuteranopi, con il verde. Una certa parte dello spettro sembra loro acromatica. Per il protanopo questa regione è compresa tra 480 e 495 nm, per il deuteranope è compresa tra 495 e 500 nm. I tritanopi raramente trovati confondono il giallo e il blu. L'estremità blu-viola dello spettro sembra loro acromatica, come una transizione dal grigio al nero. Anche la regione spettrale compresa tra 565 e 575 nm dei tritanopi è percepita come acromatica.

Daltonismo completo

Meno dello 0,01% di tutte le persone sono completamente daltoniche. Questi monocromatici vedono il mondo che li circonda come una pellicola in bianco e nero, cioè si distinguono solo le sfumature di grigio. Tali monocromatici di solito mostrano un adattamento alla luce compromesso a livelli di illuminazione fotopica. Poiché gli occhi dei monocromatici sono facilmente accecati, hanno difficoltà a distinguere le forme alla luce del giorno, il che provoca fotofobia. Pertanto, indossano occhiali da sole scuri anche durante la normale luce del giorno. Nella retina dei monocromatici, l'esame istologico di solito non rileva alcuna anomalia. Si ritiene che i loro coni contengano rodopsina invece del pigmento visivo.

Disturbi dell'apparato dei bastoncelli

Le persone con anomalie dell'apparato dei bastoncelli percepiscono normalmente i colori, ma la loro capacità di adattarsi all'oscurità è significativamente ridotta. La causa di tale “cecità notturna”, o nictalopia, potrebbe essere un contenuto insufficiente nel cibo consumato di vitamina A1, che è la sostanza di partenza per la sintesi della retina.

Diagnosi dei disturbi della visione dei colori

Poiché i disturbi della visione dei colori sono ereditati come carattere legato all’X, sono molto più comuni negli uomini che nelle donne. L'incidenza della protanomalia negli uomini è di circa lo 0,9%, la protanopia dell'1,1%, la deuteranopia del 3-4% e la deuteranopia dell'1,5%. La tritanomalia e la tritanopia sono estremamente rare. Nelle donne, la deutanomalia si verifica con una frequenza dello 0,3% e la protanomalia dello 0,5%.

Poiché esistono numerose professioni che richiedono una normale visione dei colori (ad esempio, autisti, piloti, macchinisti, stilisti), tutti i bambini dovrebbero sottoporsi a un test della visione dei colori per tenere successivamente conto della presenza di anomalie nella scelta di una professione. Un semplice test utilizza le tabelle “pseudo-isocromatiche” di Ishihara. Queste tavole contengono macchie di diverse dimensioni e colori, disposte in modo da formare lettere, segni o numeri. Macchie di colori diversi hanno lo stesso livello di luminosità. Le persone con problemi di visione dei colori non sono in grado di vedere alcuni simboli (questo dipende dal colore delle macchie da cui sono formati). Utilizzando varie versioni delle tabelle di Ishihara, i disturbi della visione dei colori possono essere identificati in modo abbastanza affidabile. Una diagnosi accurata è possibile utilizzando test di miscelazione dei colori costruiti sulla base delle equazioni (1)-(3).

Letteratura

J. Dudel, M. Zimmerman, R. Schmidt, O. Grüsser et al. Fisiologia umana, volume 2, traduzione dall'inglese, “World”, 1985

cap. Ed. B.V. Petrovsky. Enciclopedia medica popolare, articolo “Visione” “Visione a colori”, “Enciclopedia sovietica”, 1988

V.G. Eliseev, Yu.I. Afanasyev, N.A. Yurina. Istologia, “Medicina”, 1983 Aggiungi un documento al tuo blog o sito web La tua valutazione di questo documento sarà la prima. Il tuo segno:

Nell'analizzatore visivo è consentita l'esistenza di principalmente tre tipi di ricevitori di colore, o componenti di rilevamento del colore (Fig. 35). Il primo (protos) è eccitato più fortemente dalle onde luminose lunghe, più debole dalle onde medie e ancora più debole da quelle corte. Il secondo (deuteros) è più fortemente eccitato dalle onde luminose medie e meno dalle onde luminose lunghe e corte. La terza (tritos) è debolmente eccitata dalle onde lunghe, più fortemente dalle onde medie e soprattutto dalle onde corte. Di conseguenza, la luce di qualsiasi lunghezza d’onda eccita tutti e tre i recettori del colore, ma a vari livelli.

Riso. 35. Visione dei colori a tre componenti (diagramma); le lettere indicano i colori dello spettro.

La visione dei colori è normalmente chiamata tricromatica, perché per produrre più di 13.000 toni e sfumature diverse sono necessari solo 3 colori. Ci sono indicazioni della natura quadricromatica e policromatica della visione dei colori.

I disturbi della visione dei colori possono essere congeniti o acquisiti.

I disturbi congeniti della visione dei colori sono della natura della dicromasia e dipendono dall'indebolimento o dalla completa perdita della funzione di una delle tre componenti (con la perdita della componente che percepisce il colore rosso - protanopia, verde - deuteranopia e blu - tritanopia).

Maggior parte forma comune dicromasia: una miscela di colori rosso e verde. Dalton descrisse per primo la dicromasia, e quindi questo tipo di disturbo della visione dei colori è chiamato daltonismo. La tritanopia congenita (daltonismo blu) è quasi rara.

La diminuzione della visione dei colori si verifica 100 volte più spesso negli uomini che nelle donne. Tra i ragazzi età scolastica il disturbo della visione dei colori si riscontra in circa il 5% e tra le ragazze solo nello 0,5% dei casi. I disturbi della visione dei colori sono ereditari.

I disturbi acquisiti della visione dei colori sono caratterizzati dalla visione di tutti gli oggetti in un unico colore. Questa patologia è spiegata per vari motivi. Pertanto, l'eritropsia (vedere tutto sotto la luce rossa) si verifica dopo che gli occhi sono accecati dalla luce con una pupilla dilatata. La cianopsia (visione blu) si sviluppa dopo l'estrazione della cataratta, quando molti raggi luminosi a onde corte entrano nell'occhio a causa della rimozione del cristallino che li blocca.

Cloropsia (vedere in verde) e xanthopsia (vedere in colore giallo) si verificano a causa della colorazione dei mezzi trasparenti dell'occhio durante l'itterizia, l'avvelenamento con chinino, santonina, acido nicotinico ecc. I disturbi della visione dei colori sono possibili con la stessa patologia infiammatoria e distrofica coroide e retina. La particolarità dei disturbi acquisiti della visione dei colori è, innanzitutto, che la sensibilità dell'occhio è ridotta rispetto a tutti i colori primari, poiché questa sensibilità è mutevole e labile.

La visione dei colori viene spesso studiata utilizzando speciali tabelle Rabkin policromatiche (metodo vocale).

Esistono anche metodi silenziosi per determinare la visione dei colori. È meglio per i ragazzi offrire una selezione di mosaici dello stesso tono e per le ragazze una selezione di fili.

L'uso dei tavoli è particolarmente utile nella pratica pediatrica, quando ce ne sono molti ricerca soggettiva a causa della piccola età dei pazienti non sono fattibili. I numeri sui tavoli sono disponibili, e per il età più giovane Puoi limitarti al fatto che il bambino sposta il pennello con un puntatore lungo il numero che distingue, ma non sa come chiamarlo.

Va ricordato che lo sviluppo della percezione dei colori viene ritardato se il neonato viene tenuto in una stanza con scarsa illuminazione. Inoltre, lo sviluppo della visione dei colori è dovuto allo sviluppo di connessioni riflesse condizionate. Pertanto, per sviluppo adeguato visione dei colori, è necessario creare condizioni per i bambini con una buona illuminazione e gioventù attira la loro attenzione sui giocattoli luminosi posizionandoli a una distanza considerevole dagli occhi (50 cm o più) e cambiando i loro colori. Quando scegli i giocattoli, dovresti considerarlo fovea più sensibile alle parti giallo-verde e arancione dello spettro e poco sensibile al blu. Con l'aumento dell'illuminazione, tutti i colori tranne il blu, il blu-verde, il giallo e il magenta vengono percepiti come giallo-bianco a causa della variazione di luminosità.

Le ghirlande dei bambini dovrebbero avere al centro palline gialle, arancioni, rosse e verdi e ai bordi dovrebbero essere posizionate palline mescolate con blu, blu, bianco, scuro.

La funzione di discriminazione del colore dell'analizzatore visivo umano è soggetta a bioritmo quotidiano con massima sensibilità a 13-15 ore nelle parti rossa, gialla, verde e blu dello spettro.

Kovalevskij E.I.

La capacità di una persona di distinguere i colori è importante per molti aspetti della sua vita, spesso donandola colorazione emotiva. Goethe scriveva: “Il colore giallo piace alla vista, dilata il cuore, rinvigorisce lo spirito e ci sentiamo subito caldi. Il colore blu, al contrario, rappresenta tutto in modo triste”. La contemplazione della varietà di colori della natura, dipinti di artisti meravigliosi, fotografie a colori e film artistici a colori, la televisione a colori regala a una persona un piacere estetico.

Grande significato pratico visione dei colori. Distinguere i colori ti consente di comprendere meglio il mondo che ti circonda e di produrre i colori più fini reazioni chimiche, maneggio astronavi, il movimento del trasporto ferroviario, stradale e aereo, fare una diagnosi basata sui cambiamenti nel colore della pelle, delle mucose, del fondo dell'occhio, dei focolai infiammatori o tumorali, ecc. Senza visione dei colori, il lavoro di dermatologi, pediatri, oculisti e altri che devono avere a che fare con la diversa colorazione degli oggetti. Anche la prestazione di una persona dipende dal colore e dall’illuminazione della stanza in cui lavora. Ad esempio, i colori rosa e verde delle pareti e degli oggetti circostanti sono calmanti, il giallastro, l'arancione sono tonificanti, il nero, il rosso, il blu sono stancanti, ecc. Tenendo conto dell'effetto dei colori su stato psico-emotivo vengono risolti i problemi di verniciatura di pareti e soffitti in stanze per vari scopi (camera da letto, sala da pranzo, ecc.), giocattoli, vestiti, ecc.

Lo sviluppo della visione dei colori è parallelo allo sviluppo dell'acuità visiva, ma la sua presenza può essere giudicata molto più tardi. La prima reazione più o meno distinta ai colori rosso vivo, giallo e verde appare in un bambino nella prima metà della sua vita. Il normale sviluppo della visione dei colori dipende dall'intensità della luce.

È stato dimostrato che la luce viaggia sotto forma di onde di diverse lunghezze d'onda, misurate in nanometri (nm). La porzione dello spettro visibile all'occhio si trova tra i raggi con lunghezze d'onda comprese tra 393 e 759 nm. Questo spettro visibile può essere suddiviso in regioni di diversi colori. I raggi luminosi con una lunghezza d'onda lunga provocano la sensazione del rosso, mentre i raggi luminosi con una lunghezza d'onda corta provocano i colori blu e viola. I raggi di luce la cui lunghezza rientra nell'intervallo tra loro provocano la sensazione di arancione, giallo, verde e blu (Tabella 4).

Tutti i colori sono divisi in acromatici (bianco, nero e tutto il resto, grigio) e cromatici (il resto). I colori cromatici differiscono tra loro in tre modi principali: tonalità, luminosità e saturazione, ecc.
La tonalità di colore è la quantità principale di ciascun colore cromatico, una caratteristica che consente di classificare un dato colore in base alla somiglianza con l'uno o l'altro colore dello spettro (i colori acromatici non hanno una tonalità di colore). L'occhio umano può distinguere fino a 180 tonalità di colore.
La leggerezza, o luminosità, di un colore è caratterizzata dal grado di vicinanza al bianco. La luminosità è la sensazione soggettiva più semplice dell'intensità della luce che raggiunge l'occhio. Occhio umano può distinguere fino a 600 gradazioni di ciascuna tonalità di colore in base alla sua leggerezza e luminosità.

La saturazione di un colore cromatico è il grado in cui differisce da un colore acromatico della stessa luminosità. Questo è come la “densità” della tonalità di colore principale e delle varie impurità presenti in essa. L'occhio umano è in grado di distinguere circa 10 gradazioni di diverse saturazioni di tonalità di colore.

Se si moltiplica il numero di gradazioni distinguibili delle tonalità di colore, della luminosità e della saturazione dei colori cromatici (180x600x10"1.080.000)" si scopre che l'occhio umano può distinguere oltre un milione di sfumature di colore. In realtà l'occhio umano distingue solo circa 13.000 colori sfumature.

L'analizzatore visivo umano ha un'abilità sintetica, che consiste nella miscelazione ottica dei colori. Ciò si manifesta, ad esempio, quando la luce del giorno difficile viene percepita come bianca. La miscelazione ottica dei colori è causata dalla stimolazione simultanea dell'occhio con colori diversi e invece di più colori componenti si ottiene un risultato.

La miscelazione dei colori avviene non solo quando entrambi i colori vengono inviati a un occhio, ma anche quando la luce monocromatica di un tono viene inviata a un occhio e un'altra all'altro. Questa miscelazione dei colori binoculari suggerisce che il ruolo principale nella sua implementazione è svolto dai processi centrali (nel cervello) e non periferici (nella retina).

M.V. Lomonosov fu il primo a dimostrare nel 1757 che se 3 colori sono considerati primari nella ruota dei colori, mescolandoli in coppie (3 coppie) è possibile crearne altri (intermedi in queste coppie nella ruota dei colori). Ciò fu confermato da Thomas Young in Inghilterra (1802), e successivamente da Helmholtz in Germania. Pertanto, furono gettate le basi della teoria a tre componenti della visione dei colori, che è schematicamente la seguente.
Nell'analizzatore visivo è consentita l'esistenza di principalmente tre tipi di ricevitori di colore, o componenti di rilevamento del colore (Fig. 35). Il primo (protos) è eccitato più fortemente dalle onde luminose lunghe, più debole dalle onde medie e ancora più debole da quelle corte. Il secondo (deuteros) è più fortemente eccitato dalle onde luminose medie e meno dalle onde luminose lunghe e corte. La terza (tritos) è debolmente eccitata dalle onde lunghe, più fortemente dalle onde medie e soprattutto dalle onde corte. Di conseguenza, la luce di qualsiasi lunghezza d’onda eccita tutti e tre i recettori del colore, ma a vari livelli.

La visione dei colori è normalmente chiamata tricromatica, perché per produrre più di 13.000 toni e sfumature diverse sono necessari solo 3 colori. Ci sono indicazioni della natura quadricromatica e policromatica della visione dei colori.
I disturbi della visione dei colori possono essere congeniti o acquisiti.

La visione dei colori congenita è della natura della dicromasia e dipende dall'indebolimento o dalla completa perdita della funzione di una delle tre componenti (con la perdita della componente che percepisce il colore rosso - protanopia, verde - deuteranopia e blu - tritanopia). La forma più comune di dicromasia è una miscela di colori rosso e verde. Dalton descrisse per primo la dicromasia, e quindi questo tipo di disturbo della visione dei colori è chiamato daltonismo. La tritanopia congenita (daltonismo blu) non viene quasi mai riscontrata.

La diminuzione della visione dei colori si verifica 100 volte più spesso negli uomini che nelle donne. Tra i ragazzi in età scolare, il disturbo della visione dei colori viene rilevato in circa il 5% e tra le ragazze - solo nello 0,5% dei casi. I disturbi della visione dei colori sono ereditari.
I disturbi acquisiti della visione dei colori sono caratterizzati dalla visione di tutti gli oggetti in un unico colore. Questa patologia è spiegata da vari motivi. Pertanto, l'eritropsia (vedere tutto sotto la luce rossa) si verifica dopo che gli occhi sono accecati dalla luce con una pupilla dilatata. La cianopsia (visione blu) si sviluppa dopo l'estrazione della cataratta, quando molti raggi luminosi a onde corte entrano nell'occhio a causa della rimozione del cristallino che li blocca. La cloropsia (visione in verde) e la xantopsia (visione in giallo) si verificano a causa della colorazione dei mezzi trasparenti dell'occhio dovuta a ittero, avvelenamento con chinino, santonina, acido nicotinico, ecc. I disturbi della visione dei colori sono possibili con patologie infiammatorie e degenerative della coroide e della retina stessa. La particolarità dei disturbi acquisiti della visione dei colori è, innanzitutto, che la sensibilità dell'occhio è ridotta rispetto a tutti i colori primari, poiché questa sensibilità è mutevole e labile.

La visione dei colori viene spesso studiata utilizzando speciali tabelle Rabkin policromatiche (metodo vocale).
Esistono anche metodi silenziosi per determinare la visione dei colori. È meglio per i ragazzi offrire una selezione di mosaici dello stesso tono e per le ragazze una selezione di fili.

L'uso delle tabelle è particolarmente utile nella pratica pediatrica, quando molti studi soggettivi non sono realizzabili a causa della giovane età dei pazienti. I numeri sui tavoli sono accessibili, ma per l'età più piccola ci si può limitare al fatto che il bambino muove un pennello con un puntatore lungo un numero che distingue, ma non sa come chiamarlo.

Va ricordato che lo sviluppo della percezione dei colori viene ritardato se il neonato viene tenuto in una stanza con scarsa illuminazione. Inoltre, lo sviluppo della visione dei colori è dovuto allo sviluppo di connessioni riflesse condizionate. Pertanto, per il corretto sviluppo della visione dei colori, è necessario creare condizioni affinché i bambini abbiano una buona illuminazione e fin dalla tenera età attirino la loro attenzione sui giocattoli luminosi, posizionando questi giocattoli a una distanza considerevole dagli occhi (50 cm o più). e cambiando i loro colori. Quando si scelgono i giocattoli, è necessario tenere presente che la fovea è più sensibile alla parte giallo-verde e arancione dello spettro ed è meno sensibile al blu. Con l'aumento dell'illuminazione, tutti i colori tranne il blu, il blu-verde, il giallo e il magenta vengono percepiti come giallo-bianco a causa della variazione di luminosità.
Le ghirlande dei bambini dovrebbero avere al centro palline gialle, arancioni, rosse e verdi e ai bordi dovrebbero essere posizionate palline mescolate con blu, blu, bianco, scuro.

La funzione di discriminazione del colore dell'analizzatore visivo umano è soggetta ad un bioritmo quotidiano con massima sensibilità a 13-15 ore nelle parti rossa, gialla, verde e blu dello spettro.