プルキンエ効果

プルキンエ効果またはプルキンエ現象（チェコ語： [ˈpurkɪɲɛ] ^ⓘ ;プルキンエシフト、よく/ p ər ˈ k ɪ n dʒ i /と発音される)^[1]暗順応低照度レベル目のピーク輝度色スペクトルの青に向かってシフトする。^[2]^[3]^[^{ページが必要}^]その結果、光レベルが低下すると、赤は他の色に比べて暗く見える。^[4]この効果は、チェコの解剖学者ヤン・エヴァンジェリスタ・プルキニェ。この効果は人間の目の観点から説明されることが多いが、同じ名前で多くの動物において、暗順応の一環として桿体細胞と錐体細胞の出力信号がプールされることによるスペクトル感度の一般的なシフトを説明するために確立されている。^[5]^[6]^[7]^[8]

この効果により、異なるレベルの照明下で色のコントラストに違いが生じます。たとえば、明るい日光の下では、ゼラニウムの花は、葉のくすんだ緑や隣接する青い花を背景に明るい赤に見えますが、同じシーンを夕暮れ時に見ると、コントラストが逆転し、赤い花びらは暗い赤または黒に見え、葉と青い花びらは比較的明るく見えます。

暗所視における光に対する感度は波長によって異なりますが、知覚は基本的に白黒です。プルキンエシフトとは、約500ナノメートル（2.0 × 10 ⁻⁵ インチ）で最大に達するロドプシンの吸収極大と、明所視で優位な長波長錐体細胞のオプシンの吸収極大、約555ナノメートル（2.19 × 10 ⁻⁵ インチ）（緑）との関係です。^[9]

視覚天文学では、プルキンエシフトは、異なる色の比較星、特に星の1つが赤い場合、変光星の視覚的な推定に影響を与える可能性があります。 ^[10]

生理

プルキンエ効果は、明所視（錐体ベース）と暗所視（桿体ベース）システムの主な使用間の移行時、つまり薄明視状態で発生します。強度が暗くなると桿体が引き継ぎ、色が完全に消える前に桿体のトップ感度に移行します。^[11]

この効果は、薄明視の状況では、一般に日光の下で色を認識する役割を担う網膜の錐体細胞の出力が、その状況下でより敏感で、 507 nm の青緑波長で感度が最大になる桿体細胞の出力と統合されるために発生します。

赤色灯の使用

桿体は長波長（赤色）光に対して鈍感であるため、潜水艦の制御室、研究室、航空機、肉眼天文学など、特定の特殊な状況下では赤色光が使用されています。^[12]

赤色光は、明所視と暗所視の両方のシステムを作動させることが望ましい状況で使用されます。潜水艦は、そこで働く乗組員の視力を容易にするために十分に照明されていますが、操縦室は乗組員が暗闇に適応したまま計器盤を読めるようにするために、別の照明で照らす必要があります。赤色光を使用するか、赤色ゴーグル（「暗所適応ゴーグル」と呼ばれる）を着用することで、錐体は明所視（つまり、読書に必要な高感度の視力）を提供するのに十分な光を受け取ることができます。桿体は長波長の光に敏感ではないため、明るい赤色光で飽和することはなく、乗組員は暗闇に適応したままです。^[13] 同様に、飛行機のコックピットでは、パイロットが機外を見るための夜間視力を維持しながら計器や地図を読めるように赤色光が使用されています。

赤色光は研究の場でも頻繁に使用される。多くの研究動物（ネズミなど）は錐体光受容器が非常に少ないため、明所視が限られている。^[14] 動物の被験者は赤色光を知覚しないため暗闇（夜行性動物の活動期）を経験するが、長波長に敏感な錐体（「L錐体」）を持つ人間の研究者は、完全に暗順応した（ただし視力は低い）暗所視でも不可能な器具を読んだり、手順を実行したりすることができる。^[15] 同じ理由で、夜行性動物の動物園展示は赤色光で照らされることが多い。

歴史

この効果は1819年にヤン・エヴァンジェリスタ・プルキニによって発見されました。プルキニは博学者^{[16]で、花が咲き乱れる}ボヘミアの野原を長い散歩をしながら夜明けによく瞑想していました。プルキニは、お気に入りの花が晴れた午後には鮮やかな赤に見え、夜明けには非常に暗く見えることに気づきました。彼は、目には色を見るのに適応したシステムが1つではなく2つあり、1つは明るい全体的な光の強度用、もう1つは夕暮れと夜明け用であると推論しました。

プルキニェは『Neue Beiträge』に次のように書いている^[16]^[17]

客観的に見ると、照明の度合いは色の品質の強さに大きく影響します。これを最も鮮明に証明するには、夜明け前、つまり徐々に明るくなり始めるときにいくつかの色を撮ってみてください。最初は黒と灰色しか見えません。特に最も明るい色である赤と緑は最も暗く見えます。黄色はバラ色の赤と区別がつきません。最初に目につくようになったのは青です。日光の下では最も明るく燃える赤のニュアンス、すなわちカーマイン、シナバー、オレンジは、平均的な明るさとは対照的に、かなり長い間最も暗く見えます。緑は私には青みがかって見え、その黄色みは日光が増すにつれてのみ強くなります。

参照

参考文献

^ 「プルキンエ細胞」。Dictionary.com 完全版（オンライン） nd
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^ Hammond, P.; James, CR (1971 年 7 月 1 日). 「猫のプルキンエシフト: 薄明視範囲の範囲」. The Journal of Physiology . 216 (1): 99–109. doi :10.1113/jphysiol.1971.sp009511. PMC 1331962. PMID 4934210 .
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^ グレース・マクスウェル・ファーナルド (1909)「無彩色条件が周辺視野の色彩現象に与える影響」心理学モノグラフ補足X ( 3) ボルチモア：ザ・レビュー出版会社：9に引用。

外部リンク

色の錯覚、プルキンエ効果

[1] 「プルキンエ細胞」。Dictionary.com 完全版（オンライン） nd

[frisby1980-2] Frisby JP (1980). Seeing: Illusion, Brain and Mind . Oxford University Press: Oxford.

[purkinje1825-3] プルキンエ JE (1825)。Neue Beiträge zur Kenntniss des Sehens in Subjectiver Hinsicht。ライマー : ベルリンです。 109～110ページ。

[4] 池田光雄、黄建青、芦沢祥子：暗所から明所までの照度における色物体の等価明度

[5] Dodt, E. (1967年7月). 「ガラゴガラゴの桿体眼におけるプルキンエシフト」.視覚研究. 7 (7–8): 509–517. doi :10.1016/0042-6989(67)90060-0. PMID 5608647.

[6] Silver, Priscilla H. (1966年10月1日). 「灰色リスのスペクトル感度におけるプルキンエシフト」. The Journal of Physiology . 186 (2): 439–450. doi :10.1113/jphysiol.1966.sp008045. PMC 1395858. PMID 5972118 .

[7] Armington , John C.; Thiede, Frederick C. (1956 年 8 月)。「ニワトリの眼におけるプルキンエシフトの網膜電気生理学的実証」。American Journal of Physiology。レガシーコンテンツ。186 (2): 258–262。doi : 10.1152 /ajplegacy.1956.186.2.258。PMID 13362518。

[8] Hammond, P.; James, CR (1971 年 7 月 1 日). 「猫のプルキンエシフト: 薄明視範囲の範囲」. The Journal of Physiology . 216 (1): 99–109. doi :10.1113/jphysiol.1971.sp009511. PMC 1331962. PMID 4934210 .

[9] 「人間の目」ブリタニカ百科事典 2006 Ultimate Reference Suite DVD

[10] シジウィック、ジョン・ベンソン、ギャンブル、RC (1980)。アマチュア天文学者のハンドブック。クーリエ・コーポレーション。p. 429。ISBN 9780486240343。

[11] 「人間の眼 – 解剖学」ブリタニカオンライン。2015年5月3日にオリジナルからアーカイブ。2011年6月9日に取得。プルキンエシフトには興味深い心理物理学的相関関係があります。夕方になると、庭の花のさまざまな色の明るさが変化することが観察されます。赤ははるかに暗くまたは黒くなり、青ははるかに明るくなります。何が起こっているかというと、薄明視と呼ばれるこの明るさの範囲では、桿体と錐体の両方が反応しており、桿体の反応がより顕著になるにつれて、つまり暗さが増すにつれて、桿体の明るさのスケールが錐体の明るさのスケールよりも優勢になります。

[12] バーバラ・フリッチマン・トンプソン (2005)。『天文学のハック：夜空を観察するためのヒントとツール』オライリー、pp. 82–86。ISBN 978-0-596-10060-5。

[13] 「ポラリスとともに徘徊中」。ポピュラーサイエンス。181 (3): 59–61。1962年9月。ISSN 0161-7370 。

[14] チョンら。 (1998) J. Neurosci. 18、8936

[15] James G. Fox、Stephen W. Barthold、Muriel T. Davisson、Christian E. Newcomer (2007)。生物医学研究におけるマウス：規範的な生物学、飼育、モデル。Academic Press。p. 291。ISBN 978-0-12-369457-7。

[wade-16] Nicholas J. Wade、Josef Brožek (2001) 共著。『プルキンエの視覚』Lawrence Erlbaum Associates、p. 13。ISBN 978-0-8058-3642-4。

[17] グレース・マクスウェル・ファーナルド (1909)「無彩色条件が周辺視野の色彩現象に与える影響」心理学モノグラフ補足X ( 3) ボルチモア：ザ・レビュー出版会社：9に引用。