Тетрахроматия («Super Vision»)

Содержание

• Тетрахроматия против трихроматии
• Причины тетрахроматии
• Тесты, используемые для диагностики тетрахроматии
• Тетрахроматия в новостях

Что такое тетрахроматия?

Вы когда-нибудь слышали о палочках и колбочках на уроках естественных наук или от своего окулиста? Это компоненты ваших глаз, которые помогают вам видеть свет и цвета. Они расположены внутри сетчатки. Это слой тонкой ткани в задней части глазного яблока возле зрительного нерва.

Жезлы и конусы имеют решающее значение для зрения. Жезлы чувствительны к свету и важны для того, чтобы вы могли видеть в темноте. Колбочки отвечают за то, чтобы вы могли видеть цвета.

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

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

Считается, что тетрахроматия - редкость среди людей. Исследования показывают, что это чаще встречается у женщин, чем у мужчин. Исследование 2010 года показывает, что почти 12 процентов женщин могут иметь этот четвертый канал восприятия цвета.

Мужчины вряд ли будут тетрахроматами. На самом деле мужчины чаще страдают дальтонизмом или не могут воспринимать столько цветов, сколько женщины. Это происходит из-за наследственных аномалий колбочек.

Давайте узнаем больше о том, как тетрахроматия сочетается с типичным трехцветным зрением, что вызывает тетрахроматию и как узнать, есть ли она у вас.

Тетрахроматия против трихроматии

Типичный человек имеет три типа колбочек около сетчатки, которые позволяют видеть различные цвета в спектре:

• коротковолновые (S) колбочки: чувствителен к цветам с короткими длинами волн, таким как фиолетовый и синий
• средневолновые (М) колбочки: чувствителен к цветам со средними длинами волн, таким как желтый и зеленый
• длинноволновые (L) колбочки: чувствителен к цветам с длинными волнами, таким как красный и оранжевый

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

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

У тетрахроматов есть четвертый тип конуса с фотопигментом, который позволяет воспринимать больше цветов, которые не входят в обычно видимый спектр. Спектр более известен как ROY G. BIV (рред Оспектр, Yжёлтый граммРен Bлюэ яиндиго и Vиолет).

Наличие этого дополнительного фотопигмента может позволить тетрахромату видеть больше деталей или различий 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 Нейтца, доктора философии, профессора офтальмологии Вашингтонского университета, который широко изучал цветовое зрение.

Причины тетрахроматии

Вот как обычно работает ваше цветовое восприятие:

1. Сетчатка принимает свет вашего зрачка. Это отверстие перед вашим глазом.
2. Свет и цвет проходят через линзу вашего глаза и становятся частью сфокусированного изображения.
3. Колбочки превращают световую и цветовую информацию в три отдельных сигнала: красный, зеленый и синий.
4. Эти три типа сигналов отправляются в мозг и обрабатываются в мысленное осознание того, что вы видите.

Типичный человек имеет три различных типа колбочек, которые разделяют визуальную цветовую информацию на красный, зеленый и синий сигналы. Эти сигналы затем могут быть объединены в мозгу в общее визуальное сообщение.

У тетрахроматов есть один дополнительный тип конуса, который позволяет им видеть четвертое измерение цветов. Это результат генетической мутации. И действительно, существует веская генетическая причина, по которой тетрахроматы чаще принадлежат женщинам. Тетрахроматическая мутация передается только через Х-хромосому.

Женщины получают две X-хромосомы, одну от матери (XX) и одну от отца (XY). Они с большей вероятностью унаследуют 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 колбочки M или L не воспринимают нужные цвета.

Мать или дочь человека с аномальной трихроматией, скорее всего, будут тетрахроматом. Одна из ее Х-хромосом может нести нормальные гены M и L. Другой, вероятно, несет обычные L-гены, а также мутировавший L-ген, переданный отцу или сыну с аномальной трихроматией.

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

Некоторым видам, включая человека, тетрахроматия просто не нужна ни для каких эволюционных целей. Они почти совсем потеряли способность. У некоторых видов тетрахроматия связана с выживанием.

Некоторые виды птиц, например, нуждаются в тетрахроматии, чтобы найти пищу или выбрать себе пару. А отношения взаимного опыления между некоторыми насекомыми и цветами привели к развитию растений. Это, в свою очередь, привело к тому, что насекомые эволюционировали, чтобы видеть эти цвета. Таким образом, они точно знают, какие растения выбрать для опыления.

Тесты, используемые для диагностики тетрахроматии

Если вы никогда не тестировались, может быть сложно узнать, тетрахромат ли вы. Вы можете просто принять свою способность видеть дополнительные цвета как должное, потому что у вас нет другой визуальной системы, с которой можно было бы сравнить свою.

Первый способ узнать свой статус - пройти генетическое тестирование. Полный профиль вашего личного генома может найти мутации в ваших генах, которые могли привести к появлению четвертых колбочек. Генетический тест ваших родителей также может найти мутировавшие гены, которые были переданы вам.

Но как узнать, действительно ли вы можете отличить лишние цвета от этого дополнительного конуса?

Вот здесь и пригодятся исследования. Есть несколько способов узнать, тетрахромат ли вы.

Тест на соответствие цветов является наиболее важным тестом на тетрахроматичность. В контексте исследования это звучит так:

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 эти смеси похожи друг на друга.
3. Участникам дают одни и те же наборы цветовых смесей в разное время, не говоря уже о том, что это одни и те же комбинации, чтобы увидеть, меняются ли их ответы или остаются прежними.

Настоящие тетрахроматы будут каждый раз оценивать эти цвета одинаково, что означает, что они действительно могут различать цвета, представленные в двух парах.

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

Обратите внимание, что к любым онлайн-тестам, которые утверждают, что они могут идентифицировать тетрахроматию, следует подходить с крайним скептицизмом. По мнению исследователей Университета Ньюкасла, ограничения отображения цвета на экранах компьютеров делают онлайн-тестирование невозможным.

Тетрахроматия в новостях

Тетрахроматы встречаются редко, но иногда они вызывают большой резонанс в СМИ.

Субъект из исследования Journal of Vision 2010 года, известный только как cDa29, обладал прекрасным тетрахроматическим зрением. Она не сделала ошибок в своих тестах на подбор цветов, и ее ответы были невероятно быстрыми.

Она первый человек, у которого наука доказала наличие тетрахроматии. Позже ее история была подхвачена многочисленными научными СМИ, такими как журнал Discover.

В 2014 году художница и тетрахромат Кончетта Антико поделилась своим искусством и своим опытом с Британской радиовещательной корпорацией (BBC). По ее собственным словам, тетрахроматия позволяет ей видеть, например, «тускло-серый… [как] апельсин, желтый, зеленый, синий и розовый».

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