Защо не виждаме добре цветовете на тъмно?

А ко ви се е случвало да се обличате в тъмното и по-късно да осъзнаете, че ризата, която носите, не е била в този цвят, в който сте си мислили, че е, не сте сами. Разпознаването на цветовете може да бъде предизвикателство в тъмното, а дори при слаба светлина различните цветове могат да изглеждат изключително сходни. 

Но защо е по-трудно да се различават цветовете в тъмното, отколкото на ярка светлина?

Способността на хората да възприемат цветовете се различава поради начина, по който виждаме при различни условия на осветление. Човешките очи съдържат два вида фоторецептори, или нервни клетки, които откриват светлина: пръчици и колбички. Всеки фоторецептор съдържа поглъщащи светлината молекули, наречени фотопигменти, които претърпяват химическа промяна при попадане на светлина. Това предизвиква верига от събития във фоторецептора, които го карат да изпраща сигнали до мозъка.

Пръчиците са отговорни за зрението в тъмното, известно като скотопично зрение. Те са изградени от слоеве и слоеве фотопигменти, казва Сара Патерсън, невролог от Университета Рочестър в Ню Йорк. 

Пръчиците са особено добри в улавянето на светлина, дори когато е тъмно, защото "всяка една от тези купчинки е възможност за поглъщане на фотони", казва тя. Фотоните са частици електромагнитно излъчване - в случая видима светлина - и пръчиците могат да се активират при излагане на сравнително малко фотони.

Why can't we see colors well in the dark? https://t.co/5PcXXN4hdY

— Live Science (@LiveScience) June 12, 2024

Колбичките, от друга страна, са отговорни за зрението при ярка светлина, или фотопичното зрение. Повечето хора имат три вида конусовидни клетки, всяка от които е чувствителна към различен диапазон от дължини на вълните на видимата светлина, които съответстват на различни цветове. Малки промени в поглъщащите светлината молекули в различните колбички ги правят специализирани в откриването на червена, зелена или синя светлина.

Но важното е, че отделните конусовидни клетки не могат да правят разлика между цветовете, казва А. П. Сампат, невролог в Калифорнийския университет. Когато молекула в конусовидната клетка абсорбира фотон, тя само активира конуса; в този момент не е обработена никаква информация за цвета или интензитета на светлината. Цветното зрение възниква, когато мозъкът комбинира отговорите от трите вида конуси в очите - малки биологични вериги превръщат тези отговори в цветовете, които виждаме.

Колбичките доминират в зрението при ярка светлина, защото пръчиците бързо се насищат или претоварват с фотони и мозъкът по същество изключва активността на пръчиците. Ето защо виждаме лесно цветовете на ярка светлина. Но с настъпването на тъмнината, когато слънцето залязва или когато изгасите осветлението в стаята, пръчиците започват да надделяват, защото са по-чувствителни към светлината от колбичките. 

Пръчиците доминират в нощното зрение, докато колбичките са слабо активирани. За разлика от колбичките обаче пръчиците биват само един вид. Цветното зрение се получава от сравняването на реакциите на трите вида конусовидни клетки, което не е възможно при зрение, доминирано от пръчици. Затова на тъмно не можем да различаваме добре цветовете.

Въпреки това пръчиците могат да влияят на възприемането на цветовете при определени условия. При слаба светлина очите ни работят в междинен диапазон, известен като мезопично зрение, в който и пръчиците, и колбичките допринасят за зрението, но нито една от тях не доминира. 

"В този мезопичен диапазон има основание да се смята, че пръчиците също могат да допринесат за обработката на цветовете, като предоставят различна спектрална чувствителност, която да се сравни с тази на колбичките", казва Сампат.

Пръчиците са най-чувствителни към зелена светлина и в този междинен диапазон те предоставят допълнителна информация на мозъка за сравнение с тази от конусовидните клетки.

"Това кръстосване между зрението на пръчиците и зрението на конусите води и до ефекта на Пуркине, при който червените нюанси изглеждат тъмни или синкави при слаба светлина, а лилавото, синьото и зеленото изведнъж изпъкват", казва Патерсън.

Ефектът на Пуркинье е особено забележим при здрач или по време на пълно слънчево затъмнение.

"Въпреки че не можем да виждаме добре цветовете през нощта, зрителната ни система ни позволява да приемаме информация в огромен диапазон от интензивност на светлината - от безлунна нощ до ослепително ярки ски писти", каза Сампат. 

"Едно от нещата, които са удивителни за зрителната система, е, че разполагаме с този огромен диапазон от интензитети и той се променя непрекъснато. И все пак можем да приемем 12 порядъка на интензивност на светлината. Няма синтетични детектори, които да могат да се справят с този тип производителност", каза той.

Не пропускайте най-важните новини - последвайте ни в Google News Showcase