色のメタメリズムの図解:1列目では、球体が単色光で照らされています。スペクトルに錐体細胞の分光感度曲線を乗じることで、各錐体細胞の反応が得られます。2列目では、メタメリズムを用いて青、緑、赤のLEDでシーンをシミュレートし、同様の反応が得られるようにしています。 単変性の原理は 、単一の光受容体クラスでは入射光の波長または強度を一意に決定できないことを述べています。単一の光受容体は一次元的な応答を生成し、発火頻度が増減します。どちらの特性の変化に対しても同じように応答するため、その基本的な曖昧さを解消するには、スペクトル感度が異なる光受容体タイプ間のさらなる比較が必要です。WAH Rushton が最初に述べたように、「受容体の出力は量子捕捉に依存しますが、捕捉される量子の種類には依存しません。」[ 1 ] : 4P 単変性の原理は、波長を互いに識別する能力には複数のタイプの光受容体間の比較が必要であるため、色覚の議論で頻繁に引用されます。 [ 2 ] 単変性の原理はまた、複数の光受容体クラス間の比較を、強度を明る さとして、または波長を色 として個別に符号化するための必要条件ではあるが十分条件ではないとしています。[ 3 ]
単変性の原理は、刺激が2次元で変化するが、細胞の反応は1次元でしか変化しない状況に見られる。例えば、色のついた光は波長と輝度の両方で変化する可能性がある。しかし、脳の細胞は活動電位の発火速度しか変化させることができない。そのため、赤色光に同調した細胞は、暗い赤色光に対しても明るい黄色光に対しても同じように反応する可能性がある。これを避けるために、複数の細胞の反応が比較される。[ 4 ]
色覚異常
人間の二色性 赤緑色覚異常 (第一色覚異常または第二色覚異常)の人は、スペクトル感度が異なる2種類の光受容体を依然として持っています。どちらのグループも完全に機能するS錐体を持っていますが、第二色覚異常ではL錐体は影響を受けず[ 5 ] 、第一色覚異常ではM錐体は影響を受けません[ 6 ] 。このような場合、1つの錐体が欠損していますが、青黄色色覚神経節細胞 [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] は、S錐体の信号を、残っている錐体と比較します。第二色覚異常と第一色覚異常はどちらも色の識別を制限しますが、単変性の原理によって生じる基本的な曖昧さは依然として解消されており、このような状態の人は多くの(すべてではない)波長を機能的に識別し、強度と波長を光の異なる特性として符号化することができます。
青錐体単色覚 青色単色覚では、L錐体とM錐体の両方が欠損しています。S錐体と桿体 のみが残っています。この場合、単変性の原理が重大な問題を引き起こします。2種類の光受容体の出力を比較する能力がないため、波長と強度が混同されたままになり、さまざまな機能障害が生じます。しかし、光レベルが錐体 で検出できるほど高く、桿体 で検出できるほど低い薄明視条件下 では、これら2種類の光受容体間の信号が比較されるという証拠は限られており、結果として色の識別が制限されます。これは条件付き 二色覚と呼ばれることもあります。[ 10 ]
参考文献 ↑ WAH Rushton (1972). "色覚における色素と信号" . Journal of Physiology . 220 (3): 1–31P. doi : 10.1113/jphysiol.1972.sp009719 . PMC 1331666 . PMID 4336741 . ↑ 「 ケンブリッジ ・リサーチ・システムズ - 色覚と色覚異常に関する簡単な紹介」 。www.crsltd.com 。 2017年10月17日に オリジナルからアーカイブ済み 。 2026年2月22日 に取得。 ↑ Kingdom, Frederick AA; Mullen, Kathy (1995). "視覚系における色と輝度情報の分離" . Spatial Vision . 9 (2): 191– 219. ↑ Wolfe, Jeremy M.; Kluender, Keith R.; Levi, Dennis M.; Bartoshuk, Linda M.; Herz, Rachel S.; Klatzky, Roberta L.; Merfeld, Daniel M. (2018). Sensation & Perception . New York: Oxford University Press. pp. 139–140 . ISBN 9781605356419 。↑ 「Deuteranopia – Red-Green Color Blindness – Colblindor」 。 2026年2月22日 取得 。 ↑ 「プロタノピア – 赤緑色覚異常 – 色覚異常」 。 2026年2月22日 取得 。 ↑ De Valois, RL (1965-01-01). "霊長類の視覚系における色覚の分析と符号化" . Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology . 30 (0): 567– 579. doi : 10.1101/SQB.1965.030.01.055 . ISSN 0091-7451 . ↑ Stringham, Nicole T.; Sabatinelli, Dean; Stringham, James M. (2013). "青黄色視覚チャネルにおける補償の潜在的メカニズム" . Frontiers in Human Neuroscience . 7 : 331. doi : 10.3389/fnhum.2013.00331 . ISSN 1662-5161 . PMC 3699715 . PMID 23840185 . ↑ Derrington, AM; Krauskopf, J; Lennie, P (1984 年 12 月). "マカクザルの外側膝状体における色覚機構" . The Journal of Physiology . 357 (1): 241– 265. doi : 10.1113/jphysiol.1984.sp015499 . ISSN 0022-3751 . PMC 1193257 . PMID 6512691 . ↑ Reitner, Andreas; Sharpe, Lindsay T.; Zrenner, Eberhart (1991). "桿体細胞と青色感受性錐体細胞だけで色覚は可能か?" . Nature . 352 (6338): 798– 800. doi : 10.1038/352798a0 . ISSN 1476-4687 . ↑ Akins, Kathleen A. (2014), "Black and White and Colour" , Brown, Richard (編), Consciousness Inside and Out: Phenomenology, Neuroscience, and the Nature of Experience , Dordrecht: Springer Netherlands, pp. 173–223 , doi : 10.1007/978-94-007-6001-1_16 , ISBN 978-94-007-6001-1 2026年2月22日 取得