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为什么在黄昏和黎明时事物看起来是蓝色?

(七木/翻译)我们认为颜色是世界的固有部分。苹果是红色,叶子是绿色,天空是蓝色——我们亲眼所见的所有证据都表明我们看到的是事物基本的物理实在。然而有时候颜色似乎更像是一种错觉。如果你在一个充满绿光的空间里呆一会儿——假设是绿色的塑料简易厕所——出来之后世界是泛红的。人们看同一条裙子的相同照片时,对其颜色却有彻底不同的的知觉。在黄昏和黎明时,所有东西都看起来更蓝,例如在阳光下红色的花,这时看起来几乎是紫色。

图片来源:Yannis Behrakis / Reuters

你的大脑一定搞了什么鬼。但是是什么呢?

就蓝色黎明效应来说,两位研究人员——一位来自加利福尼亚理工学院,另一位是哈佛大学的在职博士后——最近发表了几项实验,也许能最终揭露到底发生了什么。

让我们退一步,从一点基础生物学出发。当我们说“看到”颜色时,其实意思是光线照在我们的视网膜上,刺激神经细胞输出信号。我们的大脑比较这三种不同的细胞信号,然后判断如何感知。这些细胞各自有一种蛋白,称为视锥视蛋白,分别对短、中或长波的光有反应;你可以把它们看作是乐器的三重奏。中等视锥视蛋白被中等波长的光照射时鸣响得最大声,其余的视锥视蛋白则回应得更安静。从你的视角来看,每一和弦——每个反应的组合——就是一种颜色。

所有视锥细胞都通过同一组媒介将信号发送给大脑,有时候当一种视锥细胞拼命工作时,会对另外二者之一的视锥细胞输出产生抑制效果。这似乎是所谓“红绿效应”背后的生物学:包含中波视锥视蛋白的细胞,也叫做绿锥细胞,当暴露在绿光中时极度活跃。但当它们不再被刺激时,被压抑的短波视锥细胞即红锥细胞开始兴奋,将世界变成绯红色。甚至在昏暗的环境中,当视锥细胞没有被亮光激活时,它们也持续发出一种基准信号,有点类似拨号音。

短波视锥细胞,中波视锥细胞,长波视锥细胞,视杆细胞。图片来源:Helga Kolb/Webvision.org

这就是目前就职于哈佛大学的马克思·赫施(Max Joesch)和加利福尼亚理工学院的马库斯·迈斯特(Markus Meister)研究的内容。作为迈斯特实验室的博士后,赫施开展了一系列实验来研究老鼠如何看运动物体,结果得到了一些非常奇怪的结果。一些时候他得到了预期的结果,有时候却没有。当他研究这些与预期不符之处的深层原因时,他发现它们涉及到眼睛的视杆细胞。当环境变暗时,视杆细胞会活跃,并代替不能被激活的视锥细胞接管视觉。结果表明,在他进行实验的光照条件下,有时候视杆细胞被激活,并且做出出人意料之事。

赫施和迈斯特发现,老鼠的视杆细胞抑制了其视锥细胞的拨号音(基准信号)。这造成了视锥细胞输出的差异,并帮助解释了赫施的试验结果——以及能推及人类,解释蓝色黎明与黄昏效应。

老鼠的视觉系统和人类的不同,但人类的视杆细胞和红绿视锥细胞之间存在的神经连接,和老鼠里一样。迈斯特和赫施假设,当光照昏暗时,视杆细胞活跃兴奋且抑制了红绿视锥细胞的输出。但长波视锥细胞,也称作蓝锥细胞仍然继续单独工作。这就让你觉得自己看到了蓝色。

如果这就是真相,它也能同样解释伟哥服用者经历的一个神秘小现象。有人报告称当他们用药时,视野中会有蓝色的色调——而该药物被人所知能小幅度地激活正常清况下休眠的视杆细胞,使其兴奋。在此种情况中,也许正是视杆细胞消弱了红绿视锥细胞的信号。

图片来源:Jonathan Zdziarski

所以当太阳落山,而你正在户外观赏周围景物时,留意所有事物开始呈现蓝色的时刻。那也许就是你眼中的细胞同那些老鼠的一样,创作出意想不到的美丽和弦的时刻。

题图来源:Yannis Behrakis / Reuters

(编辑:Ent)

The End

发布于2016-09-01, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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Veronique Greenwood

Veronique Greenwood现居纽约,为《纽约时代杂志》、《科学美国人》、Discovery等杂志提供稿件。

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