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色觉障碍这种辨别颜色的能力,叫做颜色视觉,通称色觉。它的理论主要有Young-Helmholtz的三色学说与Hering的四色说Young-Helmhotzr 三色说是Young根据红、绿、蓝三种原色适当混合可以产生各种颜色,从而推想视网膜上的有感觉三色的要素,就是感红光的红色要素,感绿光的绿色素和感蓝光的蓝色要素,各种素接受一定颜色的刺激而形成色觉。1860年他又加以补充,认为视网膜上的感色要素,不仅接受一定的颜色刺激,而且多少也能接受它种颜色的刺激。如此不难了解三种要素中缺乏一种要素时的色觉情况:如缺少红色要素者不能感受红色光线,但此红色光线也能刺激绿色和蓝色要素。
因而此人会将红色误认为是它色,但此人所感觉的绿色也并非正常人所感觉的绿色,因为绿色光线除刺激绿色要素外,也刺激红色和蓝色要素,而此人缺乏红色要素,故其所感觉的绿色,也就和正常人所感觉的绿色不同了。这就不难理解红色盲者何以难于正确辨认绿色,绿色盲者也难于正确地辨认红色了。所以通常把红色盲与绿色盲混称为“红绿色盲”。当然红色盲或绿色盲者对于蓝色也多少难于正确辨认。此三色说最初是臆说,但经近年来各学者的研究,渐渐形成了有解剖、组织、生理学等根据的理论人类视网膜有两种视细胞,即杆体细胞和锥体细胞。前者在暗光下作用,司所谓暗视觉;后者在明亮光线下作用,司明视觉,而且还能辨别颜色。杆细胞分布于视网膜中心窝以外部分,约有1亿多个,愈至周边数目愈多,真正中心小凹处无杆体细胞。锥体细胞约有600多万个,主要分布于视网膜视物最敏锐的黄斑部,愈至中心数目愈多,真正中心小凹处只有锥体细胞而无杆体细胞。视网膜各个区域因视细胞分布不同,对颜色感受性也各不相同。正常色觉者视网膜中央部能分辨各种颜色,其外围部分颜色力就逐渐减弱以至消失。据实验报道,杆体细胞外节段中有视紫红质(rodopsin),它的光谱吸收曲线与暗视觉的视力敏度完全致。这就说明了人眼暗视觉的感光物质(色素)就是视紫红质,它对385-670nm波长的光线皆能被漂白,而对502nm波长的光线最为敏锥体细胞的感光物质也存在于外节段中。Wald(1937)在鸡视网膜内提出一种视紫质(iodopsin)对560nm光波最敏感。
又Wald、Brown和Macnichol等实验证明,视网膜中有一种锥体细胞对红色有最大敏感性,一种对绿色有最大敏感性和一种对蓝色最敏感。富田等人用微电极记录鱼类的单个锥体细胞的电反应,发现红锥体细胞对611nm、绿锥体细胞对529nm和蓝锥体细胞对462nm的光发生反应。Marks测定灵长类动物视网膜也有三种锥体细胞。Rushton等也发现有红、绿锥体细胞的不同光谱吸收曲线。我国的刘育民等对不同动物视网膜的感光物质测定结果,都证实在锥体细胞的外节段存在上述三种感觉物质。以上许多学者的实验者有力地支持三色说学说Hrting四色说,是Hrting(1878)所创立的。它假定视网膜中有三对视色素物质,即红视素-绿色素物质、黄视素-蓝视素物质,和黑视素-白视素物质。这三对视素物质受光刺激后发生分解(dissimlation)与合成(assimilation)作用,就形成颜色感觉与非彩色的黑白感觉。上两种学说,长期以来虽说是并存的,但以三色说占优势,色觉障碍因为它对三原色混合解释地比较完善,所以得到数学者的近代根据Svaetichin与Devaloes等在研究灵长类和鱼类动物视网膜和视神经传导通路的实验中,发现有一类细胞对光谱全部波长的光线都起反应,而对波长575nm一带的反应最强。根据这个实验,认为这类细胞是司明视觉的,而另一类细胞(视网膜深层细胞即双极细胞和神经节细胞)和外侧膝状体核细胞,对红光发生正电位反应,对绿光发生负电位反应;还有的细胞对黄光发生正电位反应,对蓝光发生负电位反应。因此推想在神经系统中可发生三种反应,即①光反应,红-绿反应和③黄-蓝反应。后两对反应,红+绿-(红兴奋绿抑制)与黄+蓝-(黄兴奋蓝抑制),这四种兴奋与抑制的对立反应,恰好符合Hering的四种感色视素物质,给四色说找到了实验根据。近代学者们综合上述两种学说,设想颜色视觉的过程可以分为两个阶段(第二阶视网膜中有三种独立感色物质(色素)或三种锥体细胞,各有选择地吸收光谱各色光的作用,同时又产生黑白反应:即在强光下产生白反应;在无光刺激时,产生黑反在锥体感受器向视中枢传导过程中又重新组合(即信息加工),最后形成三对对立的神经反应,即红-绿、黄-蓝和黑-白反应传入视中枢,产生红、绿、黄、蓝的各种颜色和黑白的感觉。这就是近代所谓阶段学说的理论,即符合Young-Helmholtz三色说,色觉正常者,在明处能辨别太阳光谱的红、橙、黄、绿、青、蓝、紫多种色调以至宇宙间万紫千红的色彩。而色觉异常者,对于这些色调,就或多或少不能感觉,这叫色觉异常(色觉障碍),习惯上称做“色盲”。
色盲可分先天性色盲与后天性色盲的不同于前者是一种遗传性眼病,妈在人出生后就具有这种眼病。而后者是原来正常色觉的人,因为患某些眼底疾病,如急、慢性视神经炎、视神经萎缩或黄斑病变、青光眼等眼病所引起的,色觉障碍所以患者除了有色觉障碍外,还伴有视力障碍及中心暗点,而且这种色觉异常也常常是一时性的,就是在疾病过程中呈现的暂时性色盲