اجسام چه رنگی هستند | از ساختار چشم تا پردازش در مغز


درختان چه رنگی هستند، آسمان یا غروب خورشید؟ در نگاه اول، پاسخ ها واضح به نظر می رسند. اما تغییرات زیادی در نحوه نگاه انسان به جهان وجود دارد. هم بین مردم و هم بین گروه های فرهنگی مختلف. عوامل زیادی در نحوه درک و صحبت مردم در مورد رنگ ها وجود دارد. از زیست‌شناسی چشم‌ها گرفته تا نحوه پردازش اطلاعات توسط مغز و زبانی که برای صحبت در مورد دسته‌های رنگی استفاده می‌کنیم. در تمام طول مسیر، فضای زیادی برای تفاوت وجود دارد. به عنوان مثال، اکثر مردم سه نوع مخروط دارند – گیرنده های نور در چشم که برای تشخیص طول موج ها یا رنگ های مختلف نور بهینه شده اند. اما گاهی اوقات، یک تغییر ژنتیکی می تواند باعث تغییر یک نوع مخروط شود یا به طور کلی حذف شود و دید رنگ را تغییر دهد. برخی از افراد کور رنگ هستند. برخی از آنها قدرت ماوراء طبیعی برای دیدن رنگ ها دارند. جنسیت ما همچنین می تواند در نحوه درک رنگ ها نقش داشته باشد، همانطور که سن ما و حتی رنگ عنبیه ما نیز نقش دارد. ادراک ما بسته به محل زندگی‌مان، زمان تولد و فصلی که در آن زندگی می‌کنیم می‌تواند تغییر کند. در سال 2022، او مقاله ای در مورد این موضوع در مجله Annual Review of Vision Science نوشت. خلاصه ای از این گفتگو را در ادامه می خوانید. ما با این ایده بزرگ شده ایم که رنگین کمان هفت رنگ دارد. اما در واقع رنگین کمان رنگ طبیعی رنگ هایی است که به طور مداوم و تدریجی تغییر می کند و چشم انسان می تواند بیش از هفت رنگ را در آن تشخیص دهد. رنگین کمان چند رنگ دارد؟ از نظر فیزیکی، رنگین کمان یک طیف پیوسته است. طول موج نور به تدریج بین دو لبه قابل مشاهده تغییر می کند. هیچ خط تیز و ناپیوستگی وجود ندارد. چشم انسان می تواند بیش از هفت رنگ را در این طیف تشخیص دهد. اما در فرهنگ ما می گوییم که هفت دسته رنگ در رنگین کمان می بینیم: قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی، نیلی و بنفش. این یک موضوع تاریخی و فرهنگی است. آیا این چیزی است که شما برای فرزندان 10 و 5 ساله خود توضیح می دهید؟ من چیزی در مورد رنگ به آنها یاد ندادم زیرا علاقه داشتم ببینم آنها به طور طبیعی در مورد آن چه فکر می کنند. مثلاً وقتی دخترم احتمالاً 5 ساله بود، گفت: «می‌خواهیم به ساختمان آبی برویم؟» برای من، ساختمان سفید به نظر می رسید. اما با نور آبی آسمان روشن شد. حتی داستانی شنیده‌ام – نمی‌دانم مدرک محکمی برای آن وجود دارد یا نه – که بچه‌ها گاهی آسمان را سفید صدا می‌کنند و سپس یاد می‌گیرند که آن را آبی ببینند. من علاقه مند بودم همه این احتمالات را در فرزندان خودم ببینم. مطمئنا اکثر مردم جهان به طور کلی در مورد رنگ های اصلی مانند قرمز، زرد و آبی موافق هستند، اینطور نیست؟ چندین مجموعه داده بزرگ وجود دارد که به طبقه بندی رنگ ها در فرهنگ های مختلف نگاه می کند. و اجماع بر این است که برخی چیزها مشترک است. این نشان می دهد که احتمالاً ثابت های بیولوژیکی در نحوه یادگیری و طبقه بندی رنگ ها توسط افراد وجود دارد. اما همه فرهنگ ها تعداد ثابتی از دسته بندی ها ندارند. بنابراین، همیشه توصیه می‌شود که دسته‌بندی‌های رنگی فرهنگی هستند و فرهنگ‌ها از نظر رنگ نوعی تحول را تجربه می‌کنند. یک زبان در ابتدا می تواند تنها دو یا سه تمایز بین رنگ ها ایجاد کند و سپس این دسته بندی ها با گذشت زمان پیچیده تر می شوند. در برخی از زبان‌ها، مانند ولزی قدیمی، تفاوتی بین آبی و سبز وجود ندارد – هر دو از انواع رنگ‌ها در دسته‌بندی گرو هستند. در زبان های دیگر، بین دو اصطلاح رنگی اصلی برای آبی تمایز وجود دارد: در روسی، sinity برای آبی تیره و goluboy برای آبی روشن تر. آیا متکلمینی که این تمایز را ایجاد می کنند واقعاً رنگ ها را متفاوت درک می کنند؟ یا فقط بحث زبان است؟ فکر می کنم هنوز به تصمیم نهایی نرسیده ایم. بحث انفجاری در مورد “لباس” در سال 2015 و اینکه آیا سفید و طلایی یا آبی و سیاه بود وجود داشت. چرا مردم آن را اینقدر متفاوت دیدند؟ دانشمندان نیز به آن تصویر خاص بسیار علاقه مند شدند. و تحقیقات زیادی در مورد آن انجام شد: حتی یک مجله تمام شماره خود را به آن اختصاص داد. این اتفاق نظر وجود دارد که نحوه دیدن لباس تا حد زیادی به درک شما از نور بستگی دارد. عکس لباسی که رنگ دقیق آن مشخص شد بحث بزرگی را در اینترنت به راه انداخت. بنابراین افرادی که آن را آبی و مشکی می بینند تصور می کنند که لباس توسط یک نور زرد قوی روشن می شود. و افرادی که آن را سفید و طلایی می بینند، آن را در نوری تیره و تاریک تر می بینند. در نهایت، این مغز است که قضاوت می کند که نور روی لباس افتاده است. اما اکنون این سوال پیش می آید که چرا برخی فکر می کنند نورپردازی این لباس یک نور زرد روشن است و برخی دیگر نور آبی تیره تری را تصور می کنند؟ این می تواند به تجربه شما در مورد شرایط مختلف نور بستگی داشته باشد که بیشتر با آن آشنا هستید – برای مثال، اینکه آیا به نور LED آبی یا نور گرم خورشید عادت دارید. اما این می تواند تحت تأثیر عوامل دیگری نیز باشد. به عنوان مثال، تغییراتی که با بزرگ شدن برای شما اتفاق می افتد. یکی از واضح ترین دلایلی که افراد رنگ ها را متفاوت می بینند این است که مخروط های آنها می تواند متفاوت باشد: تغییرات ژنتیکی می تواند زیست شناسی آشکارسازهای نور در چشمان آنها را تغییر دهد. چه تعداد از این تغییرات وجود دارد؟ ترکیبات بسیار بسیار زیادی وجود دارد. سه نوع مخروط وجود دارد. ما در مورد تغییرات در دو مورد از آنها بیشتر می دانیم: آنهایی که طول موج های بلند و متوسط ​​را تشخیص می دهند و مخروط های نوع L و M. هر کدام یک پروتئین اپسین حساس به نور دارند، مولکولی که با دریافت نور تغییر شکل می دهد و حساسیت سلول را به طول موج ها تعیین می کند. ژن هایی که برای هر اپسین کد می کنند، هفت ناحیه چند شکلی روی ژن دارند: آنها می توانند حروف DNA متفاوتی داشته باشند. می توانید ترکیب های مختلفی از این هفت متغیر داشته باشید. تعداد کل بسیار زیاد است. یک تغییر رایج کوررنگی قرمز-سبز است. چه چیزی باعث آن می شود؟ این یک ناهنجاری در مخروط های نوع L یا M است. در دوربینی – یک نوع شدید نقص بینایی رنگ قرمز-سبز – شما یکی از مخروط های L یا M را ندارید، یا آنها را دارید، اما آنها کار نمی کنند. نقص بینایی رنگ قرمز-سبز نیز دالتونیسم نامیده می شود. به خاطر جان دالتون، شیمیدان انگلیسی اواخر قرن هجدهم. برایش چندان واضح نبود که دید رنگی اش با اکثریت فرق دارد. اما او متوجه شد که در برخی موارد، توصیف رنگ‌های او با اطرافیانش متفاوت است، اما شبیه برادرش است. فکر می کرد به خاطر فیلتر اضافی در چشمانش است. اما سال ها بعد، مردم توانستند DNA او را توالی یابی کنند و نشان دهند که او دو بینی دارد. مخروط های چشم سلول هایی هستند که به طول موج های مختلف حساس هستند. تغییر در حساسیت یا عملکرد مخروط های L و M یا عدم وجود یکی از آنها می تواند باعث اختلال در دید رنگ شود. در شکل ملایم تر، سه رنگ غیرعادی، شما هنوز هر سه مخروط را دارید، اما آنها در تشخیص طول موج هایی که برای تشخیص بهینه شده اند، بیشتر از حد معمول شبیه هستند. بنابراین دامنه تفاوت دریافتی بین قرمز و سبز کاهش می یابد. دنیا برای کسانی که مورد شدیدتری دارند چگونه است؟ دوربین دوچشمی لزوماً دارای محور کامل دید رنگی نیست و دید رنگی آن تک بعدی است. از نظر بصری، تشخیص اینکه آنها جهان را چگونه می بینند واقعاً سخت است، زیرا ما به طور ذهنی نمی دانیم که دو قطب آن بعد چیست. چیزی که آنها به دست می آورند یک نقطه میانی بین بنفش و سبز لیمویی در یک فضای رنگی معمولی است. این همان چیزی است که اغلب توصیف می شود. اما در واقع این دو قطب می توانند مخالف یکدیگر باشند. ما واقعا نمی دانیم. مواردی وجود داشته است که افراد تنها در یک چشم خود نزدیک بینی داشته اند. می توانید از آنها بخواهید رنگ هایی را که با چشم دو چشمی خود می بینند با چشم عادی و سه رنگ خود مطابقت دهند. در این مواقع آنها با دوربین دوچشمی خود گاهی بیش از حد انتظار ما می بینند. اما ما نمی دانیم که آیا این برای دوربین های دوچشمی معمولی که چشم سه رنگی برای ارسال اطلاعات به مغزشان ندارند، صادق است یا خیر. آیا این تغییرات همیشه دنیا را کمتر از حد معمول رنگارنگ می کند؟ یا برخی از تنوع ژنتیکی می تواند درک رنگ ما را تقویت کند؟ دید سه رنگ غیرعادی مورد جالبی است. در بیشتر موارد، تعریف رنگ کاهش می یابد. اما در موارد نادر، چون مخروط‌های افراد به طول‌موج‌های مختلف حساس هستند، در واقع می‌توانند رنگ‌هایی را تشخیص دهند که دید معمولی سه رنگ قادر به تشخیص آن نیست. این پدیده را دید دوگانه (متامریسم) بیننده می نامند. علاوه بر این، تتراکروماسی وجود دارد، جایی که فردی با دو کروموزوم X دستورالعمل هایی برای یک مخروط تغییر یافته و یک مخروط طبیعی دارد، بنابراین دارای چهار مخروط است. ما می دانیم که این اتفاق قطعا رخ می دهد. اما چیزی که ما به طور قطع نمی دانیم این است که آیا آنها می توانند از مخروط اضافی برای داشتن یک بعد اضافی از دید رنگی و دیدن رنگ هایی استفاده کنند که دید معمولی سه رنگ نمی تواند آنها را تشخیص دهد یا ببیند. قوی ترین شواهد از آزمایشی بدست می آید که در آن بینندگان باید ترکیبی از نور قرمز و سبز را با رنگ زرد مطابقت دهند. برخی افراد نتوانستند ترکیبی را پیدا کنند که همان رنگ زرد باشد. آنها در واقع برای ایجاد رنگ زرد به سه رنگ نیاز داشتند، نه دو رنگ. گویی به جای سه رنگ اصلی معمول، چهار رنگ اصلی برای آنها در نظر گرفته شده است. اما اثبات اینکه چگونه و چرا این اتفاق می افتد یا دقیقاً چه چیزی را می بینند دشوار است. تعیین اینکه افراد مبتلا به اختلال بینایی رنگی چگونه دنیا را می بینند بسیار دشوار است. ما می دانیم که افراد مبتلا به نزدیک بینی رنگ ها را در یک بعد می بینند، اما دقیقا نمی دانیم که قطب های این ابعاد کجا هستند. آیا این افراد می دانند که دید رنگی فرازمینی دارند؟ زنانی که ما برای آزمایش استفاده کردیم از وضعیت بینایی رنگ خود اطلاعی نداشتند. بیش از 50 درصد زنان چهار نوع مخروط چشم دارند. اما معمولاً دو تا از آنها تفاوت بسیار کمی دارند که برای ایجاد دید چهار رنگ کافی نیست. تجربه ذهنی شما از رنگ به قدری شخصی است که به سختی می توان آن را با افراد اطراف خود مقایسه کرد. جان دالتون اولین کسی بود که کوررنگی قرمز-سبز را در سال 1789 شناسایی کرد، تاریخی که واقعاً به ما نزدیک است. او به شدت کور رنگ بود. اما حتی این برای او کاملاً روشن نبود. آیا تفاوت‌های بیولوژیکی فراتر از ژن‌ها وجود دارد که بر دید رنگی تأثیر می‌گذارد؟ آره. عدسی چشم با افزایش سن، به ویژه پس از 40 سالگی زردتر می شود و این امر میزان نور آبی را که به شبکیه می رسد کاهش می دهد. رنگدانه های مولکولی نیز وجود دارند که طول موج های کوتاه و آبی نور را جذب می کنند. افراد مختلف بسته به چیزی که می خورند ضخامت متفاوتی از آن دارند. هرچه لوتئین و زآگزانتین بیشتری مصرف کنید، موادی که از سبزیجاتی مانند سبزی‌های برگ‌دار به دست می‌آیند، رنگدانه‌ها غلیظ‌تر می‌شوند. رنگ عنبیه نیز ارتباط کمی با تمایز رنگ دارد: می تواند عاملی در تعیین تجربه رنگ دقیق شما باشد. به نظر می رسد افرادی که چشمان آبی دارند کمی بهتر از افراد با چشمان قهوه ای در تست تشخیص رنگ عمل می کنند. شیمیدان جان دالتون اولین کسی در تاریخ بود که کوررنگی خود را ثبت کرد. با وجود اینکه اختلال بینایی او بسیار شدید بود، هنوز نمی توانست به طور قطع درک کند که بینایی اش با دیگران متفاوت است. آیا درک ما از رنگ نیز تحت تأثیر دنیای اطرافمان است؟ به عبارت دیگر، اگر در یک جنگل سبز یا یک بیابان زرد بزرگ می شدم، آیا رنگ های بیشتری را در آن محدوده های رنگین کمان تشخیص می دادم؟ بله، ممکن است این اتفاق بیفتد. و این در حال حاضر یک موضوع تحقیقاتی محبوب در علم رنگ است. برای مثال، به نظر می‌رسد که داشتن کلمات جداگانه برای سبز و آبی تا حدودی به نزدیکی فرهنگ به حجم‌های بزرگ آبی بستگی دارد. باز هم، این یک چیز زبانی است – ما نمی دانیم که آیا این واقعاً بر مردم تأثیر می گذارد یا نه. همچنین تأثیر فصلی در دریافت رنگ زرد وجود دارد. مطالعه ای در شهر یورک، که در زمستان بسیار تیره و خاکستری و در تابستان زیبا و سبز است، نشان داد که طول موج افراد بسته به فصل به صورت تغییرات زرد خالص درک می کنند – یک تغییر کوچک اما هنوز قابل اندازه گیری. همچنین، یک اثر مربوط به فصل تولد شما پیدا شده است، به خصوص اگر در دایره قطب شمال به دنیا آمده باشید. احتمالاً بستگی به رنگ نوری دارد که در طول رشد بینایی خود در معرض آن قرار گرفته اید. با این حال، تأثیر محیط بر دریافت از دو جهت می‌تواند متناقض باشد: محیط‌های مختلف می‌تواند عاملی برای تفاوت‌های فردی در دریافت باشد، اما یک محیط مشترک می‌تواند تفاوت‌های بیولوژیکی در پذیرش افراد را نیز خنثی کند. شگفت انگيز. تفاوت های زیادی وجود دارد که به نظر می رسد دشوار است آنها را انتخاب کنید و بدانید که آیا تفاوت ها بیولوژیکی هستند یا فرهنگی. این واقعاً ما را به معمای فیلسوف می رساند: وقتی من آبی را می بینم، آیا این آبی است که شما می بینید؟ آره. من همیشه رنگ را شگفت‌انگیز می‌دانستم، به‌ویژه تجربه ذهنی رنگ. اینکه مغز چگونه آن را تولید می کند یک راز کامل باقی مانده است. من همیشه به آن فکر کرده ام، حتی مدت ها قبل از اینکه تصمیم بگیرم آن را به صورت آکادمیک دنبال کنم. به نظر می رسد زندگی در کنار دریا عاملی است که تعیین می کند یک جامعه بین رنگ های سبز و آبی در زبان خود تفاوت قائل شود. اما ما نمی دانیم که این تمایز زبانی چه ربطی به درک واقعی رنگ ها دارد.

دیدگاهتان را بنویسید