Идею о трехсоставном цветовом зрении впервые высказал М.В. Ломоносов. Тем не менее трехкомпонентная теория, или «теория Юнга – Гельмгольца», была сформулирована и доказана лишь в XIX в. В 1802 г. английский ученый Томас Юнг
(1773–1829) установил наличие нескольких типов фоторецепторов, каждый из которых чувствителен к определенному световому спектру. В 1850 г. немецкий ученый Герман Гельмгольц (1821–1894) классифицировал данные фоторецепторы на три типа в зависимости от их реакции на отражающийся на сетчатке цвет.Аппаратом зрения является глаз, позволяющий человеку получать информацию из внешнего мира. Светочувствительным органом глаза является сетчатка, содержащая клетки двух типов – палочки и колбочки, названные так за свою форму. Таких клеток в сетчатке очень много – около 120 млн палочек и порядка 6–7 млн колбочек. Они распределены на сетчатке глаза неравномерно: колбочки заполняют центральную ямку сетчатки, а к краям их число значительно уменьшается; палочек же больше на краях сетчатки, а в центре их практически нет.
При дневном освещении активны только колбочки. В силу своей слабой чувствительности колбочки реагируют только на сильный свет. При помощи данного вида клеток человек видит при ярком свете. Обладающие значительно большей чувствительностью палочки позволяют видеть при слабом освещении, в темноте. При значительном снижении освещенности колбочки прекращают свою работу, и в результате человек начинает воспринимать в основном серые и темные цвета.
При нарушении работы колбочек возникают проблемы со зрением при достаточном освещении, ярком свете – «дневная слепота» ( гемералопия);
при нарушении работы палочек – «ночная слепота» ( никтолопия ), ослабление зрения в сумерках или в ночное время.При ослаблении действия аппарата колбочек плохо различаются или совсем не различаются один или несколько хроматических цветов. Данное заболевание носит название «дальтонизм». Болезнь названа в честь английского ученого Джона Дальтона
(1766–1844), который впервые описал один из видов цветовой слепоты на основании собственных ощущений. С помощью анализа ДНК спустя 150 лет после смерти Дальтона было установлено, что он страдал дейтанопией, т.е. не различал зеленый цвет. Можно сказать, что он вообще воспринимал только синий и желтый цвета, так как сам писал в своих работах, что не воспринимает называемый другими людьми красный цвет, а оранжевый, желтый и зеленый воспринимает как различные оттенки желтого цвета.Дальтонизм является достаточно распространенным расстройством зрения – им страдают порядка 5–10% мужчин и 0,5% женщин. Передача дальтонизма по наследству связана с X-хромосомой. Мужчины, имеющие только одну X-хромосому (XY), имеют большую вероятность появления дальтонизма, чем женщины (ХХ), для появления дальтонизма у которых необходимо наличие дефекта в обеих Х-хромосомах.
Примером иллюстрации, отражающей основные виды дальтонизма, принято считать иллюстрацию с пятью американскими флагами. Данный рисунок впервые был использован в книге Эдварда Уилера Скрипчера «Думая, чувствуя, делая» в 1895 г. Цветную версию данного рисунка можно найти в Интернете, задав поиск по фразе «US flag color blind». С помощью данной иллюстрации мы можем понять, как видят американский флаг:
I – обычные люди;
II – люди, не воспринимающие красный цвет;
III – люди, не воспринимающие зеленый цвет;
IV – люди, не воспринимающие синий цвет;
V – полностью не воспринимающие цвета люди.
Расстройствами зрения также являются близорукость и дальнозоркость.
Близорукость, или миопия,
– это дефект зрения, при котором напряжение мышц глаза приводит к тому, что изображение падает не на сетчатку глаза, а перед ней. При этом расстройстве зрения человек хорошо видит близкие предметы, но плохо видит отдаленные.Дальнозоркость, или гиперметропия,
– дефект зрения, при котором изображения близких предметов фокусируются за сетчаткой глаза. Вследствие этого расстройства люди плохо видят близкие предметы. Это аномалия зрения, которую имеет около четверти населения Земли.С помощью данной иллюстрации мы можем увидеть, как проецируется изображение на сетчатке:
1 – у людей без проблем со зрением;
2 – у людей с миопией;
3 – у людей с гиперметропией.