Värvipimedus

Ajalugu

1798. aastal avaldas inglise keemik John Dalton esimese teadusartikli värvipimeduse kohta. See oli pärast seda, kui ta avastas, et on värvipime. Artikkel kandis pealkirja "Erakordsed faktid värvide nägemise kohta". Selle tõttu nimetatakse seda seisundit mõnikord daltonismiks. Alates 2009. aastast kasutatakse sõna daltonism ainult värvipimeduse tüübi kohta, mida nimetatakse deuteranopiaks.

Värvi nägemine

Värvide eristamise protsessis on kolm etappi:

1. Valgus tabab silma spetsialiseerunud närvirakke. Neid rakke nimetatakse retseptoriteks. Mõned neist stimuleeruvad ja tekitavad elektrilise signaali.
2. Signaalid liiguvad mööda närve aju eri osadesse.
3. Need aju osad tõlgendavad signaale. Signaalid muudetakse kujutiseks. Seejärel vaadatakse seda pilti hoolikalt, et eristada erinevaid objekte, näha kujundeid ja mõnikord ka värve ning seostada neid muud liiki teabega.

Kuidas inimese silm näeb värve

Inimese silma sees on osa, mida nimetatakse võrkkestaks. Võrgustik võtab vastu pilte, mida silm näeb. See saadab pildid ajju. Võrkkestal on kahte tüüpi rakke: Pulkarakud ja koonusrakud. Nad töötavad eri tüüpi valguse korral.

• Pulkade rakud võtavad vastu pilte, mida silm näeb, kui valgus on hämar, öösel või pimedas ruumis.
• Koonusrakud võtavad vastu pilte, mida silm näeb tavalises päevavalguses või eredas valguses. Koonusrakke on kolme tüüpi. Igal tüübil on erinev keemiline fotopsiin ja nad reageerivad erinevale valgusspektrile. Üks neist on eriti tundlik lühikeste lainepikkuste suhtes. Teine on tundlik keskmise lainepikkuse suhtes. Kolmas on tundlik pikkade lainepikkuste suhtes. Need lainepikkused katavad suure osa nähtavast valgusest. Iga värvi "nähakse" vastavalt sellele, kui palju iga retseptorit stimuleeritakse.

Kuidas aju töötab välja värvid

Aju talamuse ja nägemiskoore osad on seotud nägemisega, ka värvide nägemisega. Värvipimedus võib seega tekkida ka siis, kui need ajupiirkonnad, nägemisnärv või võrkkest on kahjustatud. Selline värvipimedus tekib tavaliselt õnnetuse tagajärjel. Need ei ole pärilikud. Pärilikud värvipimeduse vormid mõjutavad ainult võrkkesta.

Nii on võimalik, et värvipimedus mõjutab ainult osa vaateväljast, kuid ülejäänud osas värvipimedust ei esine.

Mõned värvipimeduse tüübid, kuid mitte pärilik värvipimedus, on ravitavad.

Värvipimeduse põhjused

On mitmeid erinevaid probleeme, mis võivad põhjustada värvipimedust.

• Kui inimese silmas ei ole koonusrakke, siis ei näe ta üldse mingit värvi. Nad näevad ainult tumedat ja heledat.
• Inimese silmas on kolme tüüpi koonusrakke. Kui neid on kahte tüüpi, on inimesel raske teatud värve eristada. Kui neid on ainult ühte tüüpi, ei näe inimene üldse värve.
• Mõnikord muutuvad koonusrakud. See tähendab, et nad ei reageeri enam nendele lainepikkustele, millele nad peaksid reageerima. Inimene vajab selle värvi nägemiseks rohkem teatud värvi. Nad näevad värve erinevalt ja ei pruugi olla võimelised teatud värve eristama. Enamik neist inimestest ei tea, et nad on värvipimedad, sest neil on enamasti vähe raskusi värvide eristamisega.
• Silmaga ei pruugi olla midagi viga, kuid teavet edastavad närvid või seda tõlgendav ala ajus võib olla kahjustatud. See tähendab, et signaali tõlgendatakse valesti. Kahjustus võib olla püsiv või ajutine. Teatud aju seisundid, näiteks migreen, võivad muuta inimeste värvinägemist.

Erinevad värvipimeduse tüübid

Täielik värvipimedus

See seisund on väga haruldane. Inimesed, kes selle all kannatavad, näevad ainult musta, halli ja valget: Nad tajuvad ainult heleduse erinevusi ja ei näe värve. Seda nimetatakse monokroomilisuseks.

On olemas kaks peamist tüüpi täielikku värvipimedust:

1. Pulkade monokroomsus (akromatopsia): Võrkkestal puuduvad koonusrakud. Seetõttu on raske näha isegi normaalse tasemega valgust; see tähendab, et inimesed, kes selle all kannatavad, on peaaegu pimedad. Seda esineb peaaegu ainult Pingelapi saarel, mis kuulub Mikroneesia Liiduriikide Pohnpei osariiki. Seal nimetatakse seda maskuniks: umbes iga 12. elanik kannatab selle all. Saart tabas torm 18. sajandil. Väga vähesed inimesed jäid tormi ellu. Üks neist kandis vardamonokroomi geeni. Tänapäeval elab saarel mitusada inimest, umbes 30% neist omab seda geeni.
2. Koonuse ühevärvilisus: Võrkkestal on nii vardad kui ka koonused, kuid ainult ühte tüüpi koonused. Inimesed, kes selle all kannatavad, näevad tavalises päevavalguses hästi mustreid, kuid nad ei näe värvitoone.

Punane/roheline värvipimedus

Punavärvipimedust on kahte liiki: protanopia ja deuteranopia. Deuteranopia on kõige tavalisem värvipimeduse vorm; selle all kannatab viis kuni kümme protsenti meestest. Seda nimetatakse daltonismiks, sest John Dalton avastas selle. Kannatanutel on raskusi punase ja rohelise värvi eristamisega. Protanopeedid (protanopiaga inimesed) näevad punast värvi tumedana. Enamasti on see tingitud sellest, et neil puuduvad retseptorid pikkade (protanopeia) või keskmise pikkusega (deuteranopeia) valguslainete jaoks või et nende retseptorite tundlikkus on muutunud.

Sinine/kollane värvipimedus

Kuigi nimetus on sinikollane värvipimedus (tritanopia), suudavad seda tüüpi värvipimeduse all kannatavad inimesed tavaliselt vahet teha sinise ja kollase vahel. Selle asemel ei suuda nad vahet teha sinise ja rohelise ning ka kollase ja violetse vahel. See erineb teistest värvipimeduse tüüpidest, sest see ei ole seotud sooga. Sinikollane värvipimedus võib tekkida kõigil. Seda põhjustab see, et võrkkestas on vähe või puuduvad lühikese lainepikkusega valgust tajuvad koonused.

Muud värvipimeduse põhjused

Mõnikord ei ole inimestel probleeme värvi nägemisega, kuid nende aju ei suuda värvi "ära tunda" ja tõlgendab seda valesti. Samuti on võimalik, et värvipimedus on ainult teatud silmade osadel; inimesed võivad muutuda värvipimedaks teiste haiguste tõttu, kuid pärast haiguse möödumist näevad jälle normaalselt. See näib olevat nii teatavate migreeni vormide puhul.

Kuidas värvipimedus pärandub

Isastel on üks X- ja üks Y-kromosoom; naistel on kaks X-kromosoomi. Paljud geenid, mis on seotud värvinägemise toimimisega, asuvad X-kromosoomil: need on seotud sugupoolega. Seetõttu esineb värvipimedust meestel sagedamini kui naistel.

"Värvipimedate" geen võimaldab mittevärvipimedatel inimestel näha punase ja rohelise erinevust. Geen asub X-kromosoomil. See tähendab, et mees on värvipime, kui ainus X, mille ta oma emalt pärib, sisaldab "värvipimeda" geeni värvipimedat versiooni. Naisel on värvipimedus ainult siis, kui ta pärib kaks X-kromosoomi, mis sisaldavad defektset (mutantset) värvigeeni alleeli. Teisisõnu peab naisterahvas pärima "värvipimedate" geenid mõlemalt vanemalt, et olla värvipime.

Värvipimeduse testimine

Ishihara plaadikatset on kasutatud alates 1917. aastast. Igal plaadil on erineva suuruse ja värvusega täpid. Seejärel näevad inimesed erinevaid kujutisi (enamasti araabia numbreid). Teatud tüüpi värvipimedusega inimesed näevad teistsuguseid numbreid kui need, keda värvipimedus ei puuduta.

Kuna paljud väikesed lapsed ei ole veel numbreid õppinud, on välja töötatud muud testid. Need kasutavad numbrite asemel sümboleid, nagu ruut, ring või auto.

Keegi, kes ei ole värvipime, näeb siin selgelt numbrit "74". Värvipime inimene võib näha kas "21" või ei näe üldse mingit numbrit.

Disaini muudatused

Värvikood on siis, kui teatava eseme värvuses on palju teavet. Selliseid koode ei saa hõlpsasti aru need, kes on värvipimedad. Seetõttu ei tohiks värvi üksi teabe andmiseks kasutada. Hea graafiline disain väldib värvikoodide või värvierinevuste kasutamist ainult teabe andmiseks. See ei aita mitte ainult värvipimedaid inimesi, vaid ka normaalselt nägevaid inimesi.

Veebilehtedel saab kasutada Cascading Style Sheets'i. Need võimaldavad anda värvipimedatele inimestele erineva värviskeemi. Teatud värviskeemide generaatorid aitavad graafilistel disaineritel näha värviskeeme nii, nagu kaheksa tüüpi värvipimedad inimesed neid näevad.

Värvipimedus on väga tundlik materjali muutuste suhtes. Punase-rohelise värvipimedusega inimene võib olla võimetu nägema paberile trükitud kaardil värvide erinevust. Sama kaart arvutiekraanil või televiisoril võib tunduda normaalne. Lisaks sellele on mõnedel värvipimedatel inimestel lihtsam eristada värvide erinevust kunstmaterjalidel, näiteks plastil või akrüülvärvidel, kui looduslikel materjalidel, näiteks paberil või puidul. Kolmandaks, mõnedele värvipimedatele inimestele on värvid eristatavad ainult siis, kui on piisavalt värvi: õhukesed jooned võivad tunduda mustad, kuid paksem sama värvi joon võib olla näha õiget värvi.

Teatud juhtudel, kui on oluline mõista teavet väga kiiresti, võib visuaalne süsteem loobuda värvidest ja töötada ainult halli varjunditega. Seda on oluline teada, kui kavandatakse liideseid objektidele, mida tuleb kasutada hädaolukorras, näiteks hädapiduritele või hädaabitelefonidele.

Kuna värvipimedad inimesed ei pruugi näha erinevust näiteks punase ja rohelise värvi vahel, on mõned riigid, näiteks Rumeenia, keeldunud neile juhilube andmast. Rumeenias on hakatud seadusi muutma, et ka värvipimedad inimesed saaksid seaduslikult autot juhtida.

Ühendkuningriigis olid majade elektrijuhtmed varem punased, mustad ja rohelised. Need muudeti pruuniks, siniseks ja roheliseks/kollaseks, et aidata värvipimedatel inimestel näha erinevust "pinge" ja "maa" juhtmete vahel.

Sellised tapmislülitid peavad järgima väga spetsiifilisi projekteerimisreegleid. Nende reeglite hulka kuulub ka see, milliseid värve kasutada.

Mis värvipimedus ei ole

Paljud inimesed ei mõista värvipimedust. Inimesed, kes on värvipimedad, ei vaheta kunagi värve, mille suhtes nad on pimedad. Neil võib olla raskusi kahe värvi üksteisest eristamisega. Nii võib neil olla probleem leida supermarketis õiget sorti õunu. Alloleval pildil on kõigepealt näidatud, kuidas kaks õuna näevad välja normaalse nägemisega inimese jaoks ja seejärel, kuidas need näevad välja punakasrohelise värvipimedusega inimese jaoks. Vasakpoolne õun on Braeburn; see on punast värvi. Parempoolne õun on Granny Smith; see on roheline. Punase-rohelise värvipimedusega inimese jaoks näevad need õunad välja peaaegu sama värvi.