Условие для анализа света сетчаткой

Необходимым условием для спектрального анализа света сетчаткой считается присутствие в ней минимум двух типов светоприемников с различной спектральной характеристикой. При одном работающем светоприемнике любые излучения могут привести его в тождественное состояние, в результате чего декодирующее центральное устройство по величине сигналов светоприемника сможет судить одновременно только об одном параметре света — о его интенсивности, а не о цвете. При двух и большем числе одновременно работающих светоприемников с несовпадающей спектральной чувствительностью по совокупности их сигналов возможен анализ не только интенсивности, но и спектрального состава света. Например, большинство пар монохроматических излучений, равновозбуждающих светоприемник А, окажется нетождественным для светоприемника В. Поэтому в величине и соотношении ее у сигналов двух светоприемников А и В будет закодирована информация как об интенсивности, так и спектральном составе света. Три типа светоприемников обеспечат различение большего числа излучений. В центральной ямке сетчатки человека имеется, как известно, три типа светоприемников. Минимум три типа светоприемников существует и в глазу пчелиных и дневных бабочек, образ жизни которых связан с необходимостью опознавать по окраске цветущие растения.
Спектральная чувствительность светоприемника определяется в первую очередь тем зрительным пигментом, который заключен в фоторецепторе. В ряде случаев на пути лучей к фоторецептору стоят цветные светофильтры в виде, например, экранирующего пигмента, селективно пропускающего свет. Поэтому спектральная чувствительность светоприемника может зависеть также и от оптических свойств тех сред, которые фильтруют свет на пути к рецепторам.
Измерение спектральной чувствительности светоприемников.
Из предыдущего изложения ясно, что изучение механизма цветового зрения необходимо начинать с измерения числа типов светоприемников глаза и относительной спектральной чувствительности каждого в отдельности. Существует несколько методов изучения светоприемников.
Чаще всего прибегают к наиболее простому методу равных ответов. Он заключается в подборе и измерении энергии различных монохроматических лучей, вызывающих равную по амплитуде ЭРГ глаза или равную поведенческую (обычно фототропическую) реакцию насекомого. Результат эксперимента представляют обычно в виде кривой величин, обратных числу квантов (1/Q) или энергии (1/D) спектральных стимулов, вызывающих равный ответ.
Получаемая «кривая равных спектральных ответов» темноадап-тированного глаза сама по себе почти не несет информации ни о числе светоприемников, ни о спектральной чувствительности каждого из них. Но если дополнительно измерить кривую равных ответов при фоновом цветном подсвете, то по ее изменению можно с большой вероятностью судить о числе зрительных пигментов в сетчатке и на основе этого косвенно предполагать число светоприемников и их спектральную характеристику. Идея заключается в том, что фоновое цветное излучение, например синее, сильнее разлагает («утомляет») прежде всего тот зрительный пигмент, который более чувствителен к нему. Поэтому кривая равных ответов, измеренная при адаптации к синему, будет отличаться от кривой темноадаптированного глаза только в том случае, если сетчатка содержит различные зрительные пигменты. Остается неясным, однако, находятся ли разные пигменты в разных фоторецепторах или они содержатся во всех рецепторах в виде смеси. Между тем о разных типах светоприемников можно было бы говорить только в первом случае.
Надежнее в этом отношении метод измерения спектральной эффективности отдельных зрительных клеток. Глаз возбуждают с помощью специального стимулятора обычно равно-квантовыми и равными по продолжительности вспышками различных монохроматических лучей, регистрируя при этом внутриклеточным микроэлектродом амплитуду деполяризационного потенциала фоторецептора. Непосредственно в эксперименте получают так называемую «кривую спектральной эффективности» — кривую, огибающую амплитуды ответов клетки на равные спектральные стимулы. Светоприемники целесообразнее характеризовать относительной спектральной чувствительностью— приведенной к максимуму кривой, обратной отношению энергии света различных длин волн, одинаково возбуждающего фоторецептор. Ее легко рассчитать из кривой спектральной эффективности, если известна зависимость амплитуды потенциала фоторецепторной клетки (в мВ) от интенсивности света.
Для расчета кривой спектральной чувствительности фоторецептора достаточно иметь амплитудные характеристики данной клетки для различных монохроматических лучей, но такой эксперимент более длителен и поэтому трудновыполним, так как клетка с введенным в нее микроэлектродом «живет» недолго — несколько минут.







Материалы

Яндекс.Метрика