色は私たちの脳が作り出す単なる幻想なのでしょうか？

色覚は、電磁放射線の異なる波長を区別する能力です。色覚は、さまざまな波長の光をさまざまな視覚刺激（たとえば、色）として扱う脳の知覚メカニズムに依存しています。通常の色に鈍感な光受容体（人間の目の棒）は、光の有無にのみ反応し、特定の波長を区別しません。

色は本物ではないと主張することができます。それらは脳によって「合成」されて、異なる波長の光を区別します。ロッドは私たちに光の存在と強度を検出する機能を提供します（したがって、脳が私たちの周りの世界の画像を構築できるようにします）、独立したチャネルを介した異なる波長の特定の検出は、世界のビューに追加の高解像度を提供します。たとえば、赤と緑の色は、白黒写真のグレーとほぼ同じ色合いのように見えます。

黒と白の視力を持つ動物だけでは、たとえば緑と赤のリンゴを区別することができず、色に基づいて両方を試す前にどちらの味が良いかわかりません。進化論の生物学者は、人間の祖先が熟した果実の識別を容易にするために色覚を発達させたと信じており、それは競争の激しい自然界で明らかに利点を提供するでしょう。

特定の波長が特定の色とペアになっている理由は謎のままです。技術的には、色は私たちの脳によって作成された錯覚です。したがって、他の動物が私たちがそれらを見るのと同じように色を見るかどうかは明らかではありません。進化の歴史が共有されているため、他の脊椎動物は、私たちが見ているのと同じように世界に色が付いているのを見る可能性があります。しかし、色覚は広大な動物界でかなり一般的です。昆虫、クモ形類、頭足類は色を区別することができます。

これらの動物にはどのような色が見えますか？

人間の色覚は、赤、緑、青の原色を検出する3つの視細胞に依存しています。ただし、一部の人々は、赤の光受容体（「重クロム酸塩」）がないか、赤と緑の間のどこかを検出する追加の光受容体（「四重クロム酸塩」）を持っています。明らかに、光受容体が3つしかない場合でも、他の色を区別する能力に制限はありません。

各光受容体は、かなり広い範囲の波長の光を吸収できます。特定の色を区別するために、脳は3つすべての視細胞からのデータを比較し、定量的に分析します。そして私たちの脳はこれを著しく成功させています—いくつかの研究は、わずか1ナノメートルの波長の違いに対応する色を区別できることを示しています。

このスキームは、色覚を持つほとんどの高等脊椎動物でほぼ同じように機能します。特定の色合いを区別する能力は種によって大きく異なりますが、人間には最高の色識別能力の1つがあります。

しかし、私たちとは完全に独立して色覚（および視覚一般）を発達させた無脊椎動物は、色の検出と処理に対する著しく異なるアプローチを示しています。これらの動物は、非常に多くの色受容体を持つことができます。たとえば、シャコは12種類の視細胞を持っています。一般的なbluebottleバタフライにはさらに15個の受容体があります。

これらの動物が私たちには想像もできない追加の色を見ることができるということですか？おそらくはい。彼らの視細胞のいくつかは、光スペクトルのかなり狭い領域で動作します。例えば、彼らは視覚スペクトルの緑の領域で敏感な4-5の視細胞を持つことができます。つまり、これらの動物では、緑と青の色が目に見えるのと同じように、緑の色合いが異なる場合があります。繰り返しになりますが、そのような適応の進化的利点は、木や草の中で生きている動物にとって明らかです。

研究者たちは、主な色を区別することに関して、より複雑な視覚受容器のセットが動物に利点をもたらすかどうかをテストしようとしました。調査結果は、これは必ずしもそうではないことを示しています。少なくともカマキリのエビはそうではありません。人間と比較して電磁スペクトルのより広い部分で光を検出する一連の印象的な受容体にもかかわらず、エビは私たちと比較して素晴らしい色を区別する能力を持っています。ただし、色をすばやく決定します。カマキリのエビは捕食者であるため、これはおそらく実用的な目的にとってより重要です。多数の光受容体は、特定の波長の光での迅速な活性化を可能にし、検出された特定の波長を脳に直接伝達します。比較すると、人間は特定の色を決定するために3つすべての視細胞からの信号を評価および定量化する必要があります。これにはより多くの時間とエネルギーが必要です。

特定の波長の光を感知するために異なる数の光受容器を使用することとは別に、一部の動物は、人間が完全に見ることができない光を検出できます。たとえば、多くの鳥や昆虫がスペクトルのUV部分を見ることができます。たとえば、マルハナバチには、スペクトルのUV、青、緑の領域で吸収する3つの視細胞があります。これにより、人間のように三クロム酸塩になりますが、スペクトル感度はスペクトルの青の端にシフトします。 UV光を検出する機能は、一部の花がスペクトルのこの部分でのみ目に見えるパターンを持っている理由を説明しています。これらのパターンは、このスペクトル領域で見る能力を持つ受粉昆虫を引き付けます。

多くの動物は、加熱された物体や体から放出される赤外線（長波長の放射）を検出できます。この能力は、通常、小さな温血の獲物を探しているヘビの狩猟を大幅に促進します。したがって、IR検出受容体を通してそれらを見るのは、動きの遅い爬虫類にとって素晴らしいツールです。ヘビの赤外線に敏感な視細胞は、目ではなく、目と鼻孔の間にある「ピット器官」にあります。結果は同じです：ヘビはオブジェクトの表面温度に応じてオブジェクトに色を付けることができます。

この簡単な記事が示すように、私たち人間は、他の生き物が利用できる視覚情報のごく一部しか表示および分析できません。次に謙虚なフライを目にしたとき、それがあなたが両方を見ている同じものをどのように認識しているかを考えてみてください！

参考文献

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このゲスト記事は、受賞歴のある健康と科学のブログと脳をテーマにしたコミュニティ、BrainBlogger：脳は色をどのように認識するのか？