色盲是怎么被发现的?

所谓色盲,就是不能分辨颜色,也就是失去了辨别颜色的能力。

根据三色性理论,分不清红色的是红盲,分不清绿色的是绿盲,分不清蓝色的是蓝盲,分不清三种颜色的是色盲。有些人可以分辨所有的颜色,但是分辨的能力比较慢,或者反复考虑之后才能识别出来。这种人色弱,说明他们辨别颜色的能力减弱。色盲和色弱都是先天性遗传病,至今没有有效的治疗方法。

色盲可分为先天性色盲和获得性色盲。先天性色盲为性连锁遗传,男性多于女性,双眼视功能正常,色觉异常。患者往往觉得辨色没有难度,但检查时才发现。获得性色盲往往继发于某些眼底病,如某些视神经、视网膜疾病。单眼色觉障碍见于视网膜中央变性或视神经病变,有明显的视觉受累和相应的色觉受累。药物中毒也会引起双眼色觉障碍。角膜白斑和白内障等屈光间质性混浊可导致色觉低下。

我国男性色盲率为4.71+_0.074%。

中国女性色盲率:0.67+-0.036%

中国色盲基因携带者的频率:8.98%

首先,光和物体的颜色

太阳光是由大量不同波长的电磁波组成的。电磁波的波长范围很宽,但人眼只能看到波长在800~400nm(通常是780~380nm)的光,所以这个范围内的波长形成的光谱称为可见光谱。最简单的实验是让一束太阳光通过棱镜,光线会弯曲成一个彩色的光带,也就是光谱。它由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成。其中,波长最长的红光在这个可见光谱的一端;最短的是紫光,在可见光谱的另一端。它们和其他颜色光的波长大致如下:

颜色

波长(纳米)

红灯

750~630

橙色光

630~600

黄灯

600~570

准许

570~490

青色光

490~460

蓝色

460~430

紫光

430~380

红光和紫光以外的部分其实是有“光谱”的,只是人眼无法识别。人眼可见的可见光谱的波长范围因人而异,也因光强不同而不同。

在光谱中,从红端到紫端,在两个相邻波长范围的中间波段(区域)可以看到各种中间色,如红色和橙色之间的橙红色;绿色和黄色之间的那个叫绿色和黄色;介于蓝色和绿色之间的东西叫做蓝绿。人的视觉对波长变化的识别是不同的,因为波长不同,光强不同。在光谱的某些部分,我们可以通过改变1nm的波长来看到差异。然而,在大多数情况下,变化应该超过几个纳米才能看到它的变化。人眼可以识别大约一百种不同的颜色。

物体的颜色由反射光或透射光的波长决定。比如太阳光(白光)照射到物体上,物体表面反射一部分光,吸收其他部分。如果反射光是红色的,吸收了黄、橙、绿、青等颜色,那么我们就觉得物体是红色的。再比如反射光是绿色的,感觉物体是绿色的。因为物体反射的光往往不是单一波长的,所以物体的颜色非常多。

透明的物体就有些不同了,因为当它们受到白光照射时,反射较少,主要是吸收和透射光,它们的颜色是由透射光的波长决定的。比如红色玻璃主要是透射红光,所以我们觉得是红色玻璃。

二、色觉理论

人眼不仅能识别物体的形状和大小,还能分辨各种颜色。这种辨别颜色的能力叫做色觉,俗称色觉。其理论主要包括杨-亥姆霍兹的三色理论和赫林的四色理论。

Young-Helmhotzr三色理论是指Young可以根据红、绿、蓝三原色的适当混合产生各种颜色,从而推断视网膜上具有三种颜色的元素是对红光敏感的红色元素、对绿光敏感的绿色元素和对蓝光敏感的蓝色元素,所有元素都受到一定颜色的刺激而形成色觉。在1860中,他补充道,视网膜上的颜色敏感元件不仅可以接受某种颜色的刺激,还可以在一定程度上接受其他颜色。所以这就不难理解三个元素中缺少一个时的颜色感知了:比如缺少红色元素的人感受不到红光,但是这个红光也能刺激绿色和蓝色元素,所以这个人会把红色误认为其他颜色,但是这个人感受到的绿色并不是正常人感受到的绿色,因为绿光不仅刺激了绿色元素, 而且还刺激红蓝元素,而这个人缺少红元素,所以他感受到的绿色和正常人感受到的绿色不一样。 这就不难理解为什么红盲很难正确识别绿色,绿盲也很难正确识别红色。因此,红盲和绿盲通常被称为“红绿色盲”。当然,对红色或绿色视而不见的人有些难以正确识别蓝色。最初三色说是一种假说,但经过近年来各种学者的研究,逐渐形成了以解剖学、组织学、生理学为基础的理论。

人的视网膜中有两种视觉细胞,即视杆细胞和锥体细胞。前者在暗光下工作,称为暗视觉;后者在强光下工作,可以分辨视觉和颜色。视网膜中央凹外分布着65438+亿个视杆细胞,越是在周围,真正的中央凹内就没有视杆细胞了。锥体细胞有600多万个,主要分布在视网膜最敏感的部位——黄斑,越是在中央,真正的中央凹没有视杆细胞的锥体细胞就越多。由于视觉细胞的不同分布,视网膜的不同区域具有不同的颜色敏感度。正常的色觉可以分辨视网膜中央部分的各种颜色,周边部分的色力逐渐减弱甚至消失。

根据实验报告,在视杆细胞的外段存在视杆蛋白,其光谱吸收曲线与暗视觉的视敏度完全一致。这说明人眼暗视觉的感光物质(色素)是视紫红质,对波长385-670nm的光可以漂白,对波长502nm的光最敏感。

锥体细胞的感光物质也存在于外节。Wald(1937)提出鸡视网膜中的一种碘视蛋白对560nm光波最敏感。Wald,Brown和Macnichol的实验也证明了视网膜中有一种锥体细胞对红色最敏感,一种对绿色最敏感,一种对蓝色最敏感。Tomita等人用微电极记录了鱼类单个锥体细胞的电反应,发现红色锥体细胞对611nm有反应,绿色锥体细胞对529nm有反应,蓝色锥体细胞对462nm有反应。马克确定灵长类动物视网膜中也有三种锥体细胞。Rushton等人还发现了红色和绿色锥体细胞不同的光谱吸收曲线。我国的刘裕民等人都证实了锥体细胞外节存在上述三种感觉物质。上面很多学者的实验者强烈支持三色光理论。

Hrting的四色理论是Hrting(1878)创立的。假设视网膜中有三种色素,即红色素-绿色素、黄色素-蓝色素和黑色素-白色素。这三种物质受光刺激后分解合成,形成彩色感和无彩色的黑白感。

虽然上述两种理论已经共存了很长时间,但三色光理论占主导地位,因为它完美地解释了三原色的混合,所以得到了数学家们的支持

到了近代,根据Svaetichin和Devaloes在研究灵长类和鱼类动物的视网膜和视神经传导通路的实验,发现有一种细胞对光谱中所有波长的光都有反应,其中在575nm波长的反应最强。根据本实验,认为该类细胞为四明视觉,而另一类细胞(双极细胞和神经节细胞)和外侧膝状体细胞对红光反应阳性,对绿光反应阴性。其他细胞对黄光反应积极,对蓝光反应消极。因此可以推断神经系统有三种反应,即①光反应、红绿反应、③黄蓝反应。最后两对反应,红色+绿色-(红色激发绿色抑制)和黄色+蓝色-(黄色激发蓝色抑制),这四种相反的激发和抑制反应恰好符合赫林的四变色物质,为四色理论提供了实验依据。现代学者综合以上两种理论,设想色觉的过程可以分为两个阶段(第二阶段也是信息加工阶段):

第一阶段:视网膜中有三种独立的颜色敏感物质(色素)或三个锥体细胞,每一种都选择性地吸收光谱中各种颜色光的作用,同时产生黑白反应:即在强光下产生白色反应;在没有光刺激的情况下,会出现黑色反应。

第二阶段,锥体感受器在向视觉中枢传递的过程中发生重组(即信息处理),最终形成三对对立的神经反应,即红-绿、黄-蓝、黑-白反应传入视觉中枢,产生红-绿-黄-蓝四种颜色和黑白感觉。这就是现代所谓的阶段理论,符合杨-亥姆霍兹三色性和赫林四色性。

第三,色盲和色弱

色觉正常的人可以分辨太阳光谱的红、橙、黄、绿、青、蓝、紫颜色,甚至在光线中分辨宇宙中的五颜六色。但是色觉异常的人或多或少感觉不到这些色调。这就是所谓的色觉异常(色觉障碍),习惯上称为“色盲”。色盲可分为先天性色盲和获得性色盲。

先天性色盲和获得性色盲的区别在于,前者是遗传性眼病,妈妈从出生就有。后者是色觉正常的人。因为一些眼底病,如急慢性视神经炎、视神经萎缩或黄斑变性、青光眼等眼病,患者都有色觉障碍,并伴有视力障碍和中心暗点,而这种色觉异常往往是暂时性的,即在病程中出现暂时性色盲。一旦疾病治愈,中心暗点消失,色觉障碍消失。

rod单色仪:先天性完全色盲,无法分辨颜色。看到物体只有黑、白、灰的感觉,就像正常人看黑白照片和黑白电视一样。这种色盲被称为色盲,可分为rod单色性和cone单色性。65438+万~ 20万人口中只有一例,很少见。

二色性:色盲或部分色盲。他们的视力和正常人一样好,只是不能识别一些颜色。其中又可分为红盲、绿盲、紫盲(青色盲)。

红盲看不到光谱中的红光。在他们看来,如果缺少了光谱的红色一端,光谱就会缩短一段,只能看到黄色到蓝色的一段,而且光谱的亮度与正常人不同:正常人看到的最亮部分在黄色部分(波长约为589nm),红盲看到的最亮部分在黄绿色部分,光谱中有一个消色差部分(“中心点”)

红盲者看颜色的主要错误是分不清浅红色和深绿色、蓝绿色和深红色(紫红,光谱中没有)和紫色,而最容易混淆的是红色和深绿色、蓝色和紫色。

绿盲的光谱不像红盲那样缩短一段,而是光谱最亮的部分在橙色部分,中心点在500nm左右。所有光谱都是浅黄色、灰色和蓝色。绿盲分不清浅绿和深红,紫色和青色。品红和青色虽然没有混淆,但是和品红、灰色混淆了。

紫盲又称青色盲,在二色性中极为罕见。他们看到光谱在紫色端有所缩短。光谱中最亮的部分在黄色部分,光谱中有两个上中心点:一个在黄色部分(波长约为580nm),一个在蓝色部分(波长为470nm)。它们似乎只有红色和蓝色两种色调,分不清黄绿和蓝绿色,也分不清品红色和橙色。

异常色觉:也是色弱,绿色、紫色(或青色),它们是色觉障碍中最轻的。

附:正常人看到的光谱,红盲和绿盲。