俗话说“眼见为实”,视觉以最直接的方式建立了我们对世界的感知。而对色彩的辨别又是其中的核心能力之一。
你知道吗,平均每12名男性、每200名女性中,就有1人是色盲,但很多人终其一生都不曾察觉。那么,有哪些神奇的技术,可以帮助他们看见五彩斑斓的世界呢?
男性更“不辨青红皂白”?
人眼识别万千色彩,靠的是视网膜上的锥细胞。它们可细分为三种,分别感知红色为主的长波长光、绿色中波长光以及蓝色短波长光。当不同颜色的光刺激视网膜时,就会引起各类锥细胞不同程度的兴奋,它们把光刺激转换成电信号,传递给大脑。
粗略估算,每种健康的锥细胞可分辨100级色调,故正常人眼可辨别的色彩种类高达100万种。
眼部疾病、化学毒物、营养不良等,都可能使原本正常的辨色能力受损,但绝大多数色盲是先天遗传所致。基因缺陷可造成锥细胞不同程度的功能受损。
通常在人群中最为常见的是红绿色盲。因为负责感知这两种色彩的感光色素基因都位于X染色体上,红绿色盲遗传给后代的机会更大,且男性比女性患病率更高。女性有两条X染色体,当其中一条被影响,另一条仍能发挥正常功能。相比之下,男性只有一条X染色体,一旦中招就没有备选,辨色能力势必受到影响。
色盲的实际比例比我们想象的高得多,男性平均比例1:12,女性1:200。其实,虽然被称为“盲”,真正一眼望去世界只有黑白二色的“全色盲”是很稀少的,概率仅约十万分之一。绝大多数色盲患者其实是“色觉异常”,不健康的可能是特定的某一种锥细胞,程度也各不相同。很多患者终其一生都没有意识到自己是色盲,是因为他们的辨色能力仍然存在,只是和正常人相比,对部分色彩的饱和度、明亮度的感受力变弱了。
色盲眼镜能帮忙
令人惊奇的是,对于色盲患者来说,一副特殊材质的眼镜就能改变他们的生活。
我们最终看到什么颜色,取决于红、绿、蓝三种光信号通过锥细胞处理后传递给大脑的比例。而色盲患者的锥细胞负责的目标波长范围经常发生偏移。比如一种情况就是,辨别红色光和绿色光的两种锥细胞分工不明,混作一团,最终令大脑无法分清红色和绿色的区别,于是本该红绿分明的物体全都成了暗淡的“棕色”。
色盲眼镜的外观和普通太阳镜没什么差别,本质上也是一种滤镜。它能阻止一部分特定波长的光线通过,例如红色光和绿色光在光谱上波长毗邻、经病变锥细胞辨识时常发生错误重叠的那部分。同时,镜片为波长区别较大的光线放行,它们更容易被锥细胞识别。如此一来,在眼镜的帮助下,两种颜色信号呈递给大脑的正确比例就会增加,患者就能分辨出更丰富的色彩。
但是,色盲眼镜透过的光线量是减少的,因此并不适合在光线昏暗的场所使用,也不适合白内障、重度视力减退等患者。
根治色盲:往眼里注射病毒?
医学界一直在研发根治色盲的方法。近十余年来,取得较大进展的是以病毒为载体的基因疗法。
2020年5月,德国图宾根大学一项研究发现,约三分之一色盲症患者,其锥细胞中一个叫CNGA3的基因存在缺陷。利用病毒能轻松进入人体细胞的特点,研究人员将正确的基因片段安插在对人体无害的腺相关病毒(AAV)载体中,向视网膜注射,让这些治疗性病毒接触病变锥细胞。约几周后,这些细胞可经由正确的基因片段,产生健康的感光色素、修复辨色功能。
目前该疗法在9名24岁—59岁的成年患者中得到了较好的反应。但伴随的新问题是,这些人先天患病,大脑从未感知过正常色彩,所以还需训练大脑从视网膜新获得颜色信号中感知真实的世界。
其实,以相同技术原理治疗眼科疾病早有珠玉在前。罗氏旗下公司开发的药物Luxturna,就是一款AAV载体药物,通过视网膜下注射,治疗基因突变造成的视力丧失遗传性视网膜营养不良。该药物于2017年获美国FDA批准。相信不远的未来,治疗遗传性色盲的药物也将来临。
据《十点科学》