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视锥和视杆相爱相杀的故事

2015-05-25  本文已影响109人  LynetteL

视锥和视杆细胞是两类具有光传导功能的神经元,负责将可见光转化成神经电位,让人类看到这个世界。

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他们在数量级上有着巨大差异

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感光细胞的分布

人类视网膜平均有9000万视杆细胞,而视锥只有视杆的1/20,约450万个。

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还好分布上王不见王

如上图所示,视锥基本分布在那仅仅0.3毫米的中央凹;而视杆则避而不见,只在视网膜周边位置出现。至于为什么盲点是传说中的盲点大家看图应该就明白了。

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视锥让我们看到颜色,由S、M、L三个队伍分别负责

不同波段敏感度

数量、分布位置和光敏差异让视杆和视锥在视物表现上可以各有所长,比如视锥负责颜色感知。这里的S、M、L不是指细胞身材,而是对可见光波长的敏感程度。S视锥对波段较短的光敏感,所以「看到」蓝色,而M和L视锥则分别「看到」了绿色和红色。

有趣的是,M和L视锥在个体之间数量差异很大。根据一份99年的数据,有些人体内M视锥占了20%,L视锥占了76%;而有人M视锥占44%,L视锥占51%。

但相信大家也都发现了,S视锥占了极少数这点无一例外。

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蓝队虽然人数少但这不影响他们的实力

该图长时间盯着看容易眼花

从这张视锥分布示意图可以发现,可怜的S视锥不仅个数少,在高清成像的中央凹也几乎不见踪影。即便如此,我们看蓝色好像也没什么问题,所以学界认为在大脑处理颜色的过程中一定存在某种「蓝色放大器」。

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高清成像也全靠视锥,但到光线暗的地方就瞎了

视锥对刺激的反应比视杆快,所以可以更清晰成像。但这仅限在光线充足的条件下。典型例子是,在白天和夜晚观察同一个苹果会发现颜色并不一致。

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这时候乌泱泱的视杆赶来救场,但他们是看不见红色的色盲

光线暗的时候视锥只能默默退下换人上了。视杆的职责是夜视,光敏超过视锥的1000倍。但经验告诉我们,从室外走进光线昏暗的室内,需要花一段时间才能看见东西。正如刚才所说,视杆光敏比视锥高,但反应慢。(果然世间没有十全十美的事

从上方可见光波段的图中可以发现,视杆对可见光波段的敏感区间位于紫色和橙色,峰值在(蓝)绿色,也就是说几乎看不到红色。

中央凹高清成像的同时,外围视力更擅长察觉运动的物体。这也是为什么我们很容易被余光里那些突然出现的物体吸引注意。设计在页面边角发光的弹窗小广告的确反人类,因为我们就是不由自主会注意到它们。

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彩蛋:为什么男性红绿色盲比例大?

X染色体

统计学上男性红绿色盲的比例是女性的16倍。为什么差这么多?
原因是M视锥和L视锥的遗传信息位于X染色体。女性有两条X染色体,所以只有两条染色体同时异常才会表现出色盲,而男性只有一条X,中招的概率当然就大了。

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[图片均来自Wikipedia]

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