A kúpok a fotoreceptorok található a retinában, átalakítja az elektromágneses jelet a fényt idegi jelet, amely lehetővé teszi látást fotopikus nappal. Az éjszakai szkotóp látást a rudak biztosítják .
A kúpok emberi szemenként 3 és 4 millió között vannak. Ezek a teljes fotoreceptorok csupán 5% -át képviselik, és főleg a fovea -ban, a retina közepén , az optikai tengely meghosszabbításában koncentrálódnak. A fovea (vagy "foveola") 0,3 mm sugarú középső része csak kúpokat tartalmaz.
Ez a központi régió nagy látásélességgel rendelkezik . Minden kúp csak egy bipoláris sejthez kapcsolódik, maga is egyetlen ganglion sejthez kapcsolódik . Ez az apró régió ezután egy ezerszer nagyobb területen vetül a kéregbe. Amint eltávolodik a középponttól, a kúpok sűrűsége nagyon gyorsan csökken, a ganglionsejtekhez való konvergencia mértéke növekszik, és ennek megfelelően az élesség nagymértékben csökken.
Ennek a tulajdonságnak a korlátozása, amely a retina kis régiójára korlátozódik, állandó szemmozgást igényel, hogy egyértelműen észlelje az érdekes tárgyakat.
Az emberek a különféle színek hatalmas változatosságát érzékelik. Ennek azonban csak három típusú kúpja van, amelyek nagyobb érzékenységgel rendelkeznek a 400 és 700 nm közötti hullámhosszúság bizonyos sugárzásaival szemben: kúpok (B) érzékenyek kis hullámhosszúságú sugárzásokra vagy cianolabikus kúpok (437 nm ), kúpok (V) érzékenyek közepes hullámhosszra sugárzás vagy klorolábikus kúpok (533 nm ), valamint a hosszú hullámhosszúságú sugárzásra érzékeny kúpok (R) vagy eritrolabikus kúpok (564 nm ) (utóbbiak d 'másutt főleg sárga érzetet okozó sugárzásra reagálnak ). Az angolszász tudományos szakirodalomban szokás az S kék kúpjait ( röviden ), az M zöld kúpjait ( közepes ) és L vörösjeit ( hosszú ) minősíteni a maximális érzékenységű hullámhosszra hivatkozva. Ezeket az érzékenységi maximumokat egyénenként több nanométer is különbözteti.
Minden kúptípus érzékeny a széles hullámhossztartományba tartozó sugárzásra, mivel válasza csak a befogott fotonok számát tükrözi , függetlenül hullámhosszuktól (a vörös kúp mindkét zöld, 500 nm-es , sárga 560 nm-es vagy vörös vörös fotont rögzíti . 650 nm ). A fotoreceptor csak „fotonszámláló”, Michel Imbert képlete szerint minden pigment által elnyelt foton ugyanazt a hatást éri el. A hullámhossz csak az abszorpciós valószínűség szintjén avatkozik be, a pigment spektrális érzékenységétől függően. A színérzékelés csak központi szinten lehetséges, ha összehasonlítjuk a két kúposztály jeleit.
Ezenkívül a V és R kúpok nagyon közeli spektrális érzékenysége azt jelenti, hogy főleg a képek térszerkezetének detektálására használják őket.
Emberben a B kúpok száma a legkevesebb (4% - 5%); majd jönnek a V-kúpok és az R-kúpok (változó V / R arányban 1,1 és 4 között), jelentős egyéni változásokkal. A kúpok mozaikot alkotnak, mindegyik típus véletlenszerűen elrendezve.
A gerinces állatok , például a halak , a hüllők és a madarak színeiben gazdagabb a látásuk négy pigmentjüknek köszönhetően (optimálisan reagálnak a vörös, zöld, kék és ultraibolya hullámhosszakra, az utóbbi szín különösen a szexuális jellemzőkben avatkozik be . Másodlagos fontosságú az udvarlás megjelenítésében ) . Az emlősökhöz képest a madarak például a természetes színek nagyobb részét tekintik nem spektrálisnak (emlékeztetőül: egy színről azt mondják, hogy nem spektrális, ha "a nem szomszédos kúpok típusai (érzékenyek a fény szélesen elkülönülő részeire) spektrum) elsősorban stimulálódnak, az emberek számára az ibolya egy nem monokromatikus fény, amely akkor jelenik meg, ha egyidejűleg stimulálják a kék és a vörös érzékeny kúpokat, két kúp nem szomszédos spektrális érzékenységi görbével) egy szín nem spektrális . A színlátási tesztekben való részvételre kiképzett vad kolibriokon alapuló, nemrégiben készült tanulmány (2020) azt mutatja, hogy különbözõ, nem spektrális színeket különböztetnek meg, beleértve az UV + vörös színt is; UV + zöld; lila és UV + sárga. Ez javítja a képességüket arra, hogy jelezzék magukat a potenciális társaknak és más madaraknak, miközben megkönnyítik a takarmányozást.
A nem főemlős emlősöknek kétféle kék és vörös pigmentje van, két pigment elvesztése megfelel a triász rovarevő éjszakai vadászok szokásainak . A retina pigmentet termelő gén megismétlődése, majd annak mutációja a főemlősökben ősöket egy harmadik, vörösre érzékeny pigmenttel ruházta fel, lehetővé téve, hogy ez a napi és mindenevővé vált faj jobban megkülönböztesse a gyümölcsök színét a zöld háttér a lombozat.
A kúpok feladata a fényenergia átalakítása a membrán elektromos potenciáljának változásává. A transzdukció a jel történik a tárcsák a külső szegmens egy pigment nevű iodopsine , molekula, amely a proteint a osztályába opszin és retinene (vagy a retina), egy származékát vitamin . A foton egy retinene molekulára esve megváltoztatja konformációját, a 11-cisz állapotból az all- transz állapotba változik . Reakciók kaszkádja következik be, amelyek egy G-fehérje stimulálása révén a nátriumcsatornák bezáródását és a membrán hiperpolarizációját eredményezik.
Így furcsa módon a kúpot megvilágító fény nem depolarizációját, hanem hiperpolarizációját eredményezi. Sötétben a kúpot depolarizálják, membránpotenciálja körülbelül -40 mV . A fényintenzitás növekedésével a membránpotenciál egyre negatívabb, amíg el nem éri a szaturációt −65 mV mellett .
Így sötétben a fotoreceptorok depolarizálódnak, a szinaptikus termináció nagyszámú kalciumcsatornája megnyílik, ami a szinaptikus termináció révén jelentős neurotranszmitter , glutamát felszabadulást okoz . Világításkor fordítva történik: a fény csökkenti az adók kioldási sebességét. Amint a fényinger intenzitása fokozatosan növekszik, a glutamát felszabadulásának sebessége ennek megfelelően csökken.
Minden kúptípus korlátozott sávszélességgel rendelkezik, hullámhosszban, amely megfelel a színeknek érzékelteknek . Így a madarak és a hüllők, mint valószínűleg az emlősök ősei, négy alapszínt különböztetnek meg.
Egyszerűsített filogenetikai fa | A látás típusa | Hullámhosszak |
---|---|---|
─┬─ primitív tetrapod |
Négy színű, |
|
A jelenlegi kutatások általában azt bizonyítják, hogy a férfiak (10%) és a nők (50%) bizonyos százalékában van egy negyedik típusú narancsérzékeny kúp.
A színtévesztő van egy olyan rendszer meghibásodása kapcsolatban áll az egyik a három kúp. Valójában a kúpok csak a fényre érzékeny "fotoreceptor pigmentek" jelenlétének köszönhetően működnek. Ezen pigmentek egyikének hiánya az érintett kúptípus ( S, M vagy L ) meghibásodását okozza . Az agynak ezért a kúp által küldött információk nélkül kell megtennie a látás megalkotását.
A színvakság A veleszületett betegség a pigment teljes hiánya miatt következik be: csak a botok működnek, nem engedik az embernek a szürke (nem fekete-fehér) árnyalatokban látást. Ez a betegség azonban továbbra is nagyon ritka, és 33 000 emberből csak egyet érint.
Végül néhány ember torz színlátást szenvedhet a pigment gyenge teljesítménye miatt, ami esetükben csökkent fényspektrumot érzékel.