狗的视锥细胞种类少吗?
这个问题,我两年前就关注过,并做过一些研究。 首先,我们需要搞清楚,什么叫做“视觉敏感度”。视觉敏感度这个概念很广泛,不同的动物可能意义不同——对某些动物而言,所谓的「视觉敏感度」或许就意味着「对光刺激的反应速度」,而对另一些动物来讲则意味着「看清物体轮廓和识别物体形状的能力」。我们讨论「视锥细胞」的时候,也是基于这种区分考虑,即从细胞水平来探讨哪种颜色对某种动物的视觉敏感度至关重要。
为了便于讨论,我们将颜色定义为三种基本类型——色相(hue)、亮度(brightness)以及饱和度(saturation)。其中,色相指的是其波长的差别,而亮度指明度,也就是其强度的差别,饱和度和色彩学上的饱和度是一个意思。 根据人眼生物电反应的研究结果[1],我们可以得到如下结论: 人眼对不同强度光照的刺激反应有明确的时限,在0.75秒内可完成对40种不同亮度的变化做出反应;超过20分钟,才能消除这种刺激引起的电位变化; 而对于不同色相的变化,例如从红到蓝或从黄到绿,人在30秒内就能很好地适应。也就是说,人眼的色域是非常宽广的,而我们平时所看到的色彩只是其表象而已。
那么,什么是视锥细胞呢? 视锥细胞是感光细胞中的一种,有两种形态,C型(M 型) 和 L 型,各有两种拷贝,每个神经元上有6个拷贝。 M 和 L 的名字来源于它们形状的不同。 C型的顶端是圆形的,而 L 型的顶部的形状是细长的。虽然每个神经元上均有6个拷贝,但是只有4个拷贝是有功能的,另外两个则是冗余的。
视锥细胞主要分布在视网膜的锥状上皮层中。 在上面的这张图里,我们特别关注了 4 个主要的色区域(蓝色、绿色、黄色和橙色区域),这些区域对应着 4 类视锥细胞—— M 型和 L 型的每种拷贝各一种。这 4 类视锥细胞分别对不同色调的光线敏感。 例如,M 形的 C 型视锥细胞对红色最敏感,其次是橙黄色和黄色;L 形 C 型视锥细胞对蓝色最敏感,其次是紫色和靛青色。
除了这 4 种主要色视锥细胞外,还有几种其他亚型的视锥细胞,它们的作用目前尚不明确。 这里要提到的是,无论是视锥还是视杆细胞,其内部结构都有 M 和 L 两种类型的细胞。