Tapa, jolla ihmiset näkevät värejä, saattaa olla vähän kuin mustavalkoiseen värityskirjaan värittämistä, todetaan uudessa tutkimuksessa. Löytö tarkoittaa, että värinäkö voi toimia hyvin eri tavalla kuin tutkijat ovat luulleet.

Silmät näkevät käyttämällä monia erityyppisiä soluja. Jokainen laji kerää erilaista tietoa. Tutkijat ovat tienneet jo vuosikymmeniä, että jotkut solut – niin sanotut kartiosolut – havaitsevat värin. Ne ovat osa verkkokalvoa silmän takaosassa.

Kartiosolut voivat aistia punaista, vihreää tai sinistä valoa. Mutta Ramkumar Sabesan havaitsi, että jotkut niistä aistivat valkoista valoa – ja vain valkoista valoa. Se oli suuri yllätys.

Sabesan on näöntutkija Washingtonin yliopistossa Seattlessa. Hän ja hänen kollegansa Kalifornian yliopistossa Berkeleyssä raportoivat yllättävästä havainnostaan 14. syyskuuta Science Advances -lehdessä.

Työryhmä käytti laboratoriossaan voimakasta mikroskooppia, jonka avulla se pääsi tirkistelemään silmiin kahdella miehellä. He loivat kartan noin tuhannesta verkkokalvon käpysolusta. Tämä kartta osoitti, missä punaiset, vihreät ja siniset käpyläsolut sijaitsevat. Sitten tutkijat valaisivat yksittäisiä punaisia tai vihreitä käpysoluja pienillä laservalopisteillä ja kysyivät miehiltä, minkä värin he näkivät.

Ns. punaisia ja vihreitä käpysoluja on kumpaakin kahta tyyppiä, he saivat tietää. Toinen tyyppi läpäisi valkoista valoa. Toinen tyyppi välitti väriä. Erityisen yllättävää oli, että paljon useammat käpysolut ilmoittivat näkevänsä valkoista valoa kuin joko punaista tai vihreää. Testatuista 167 punaisesta käpylästä 119 antoi signaalin valkoisesta; vain 48 näki punaista. Testatuista 98 vihreästä käpylästä 77 ilmoitti valkoisesta valosta ja vain 21 vihreästä. Verkkokalvolla on hyvin vähän sinisiä käpyjä. Tutkijat eivät testanneet niitä.

On yllättävää, että niin harvat käpyläiset näyttävät havaitsevan värejä, vaikka kaikki käpyläiset pystyvät siihen, sanoo Donald MacLeod. ”Se on melko tehoton järjestely”, sanoo tämä Kalifornian yliopistossa San Diegossa työskentelevä näöntutkija.

Valkoista (ja mustaa, joka on valkoisen puuttumista) havaitsevien solujen suuri määrä luo terävän mustavalkoisen kuvan ihmisen ympäristöstä. Ne tuottavat visuaalisten yksityiskohtien terävät reunat. Punaista ja vihreää signaloivat solut täyttävät viivat epäselvemmillä värikappaleilla. Prosessi toimii kuin värityskirjan täyttäminen tai värin lisääminen mustavalkoiseen elokuvaan, Sabesan sanoo.

Tutkimus on vaikuttavan vaikeaa, toteaa Jay Neitz. Hän on myös näöntutkija Washingtonin yliopistossa Seattlessa, mutta ei työskennellyt tämän ryhmän kanssa. Hän vertaa heidän työtään siihen, että ensimmäiset ihmiset saatiin kuuhun. ”Se on supertekninen saavutus”, hän sanoo – ”uskomaton asia.”

Miten he tekivät sen

Tutkijat lainasivat verkkokalvon selkeän kartan saamiseksi tekniikoita, joita tähtitieteilijät käyttävät kartoittaakseen asioita avaruudessa. Koska silmä heiluu jatkuvasti, tutkijoiden oli myös tutkittava miesten silmänliikkeiden kuvioita. Vain siten he pystyivät ennustamaan tarkalleen, missä kukin käpysolu olisi sekunnin murto-osaa myöhemmin, kun he kohdistivat siihen lasersäteen.

Kaiken kaikkiaan he stimuloivat 273 yksittäistä käpysolua yksi kerrallaan vapaaehtoisten silmissä. Prosessi vei heiltä noin kaksi vuotta.

Havaintojen perusteella voidaan päätellä, että verkkokalvolla on enemmän tekemistä kuin tutkijat olivat aiemmin luulleet. Kartiosolujen luultiin lukevan vain punaista, vihreää tai sinistä väriä. Tutkijat luulivat, että aivot tekivät raskaan työn näiden signaalien yhdistämisestä täysväriseksi maailmankuvaksi (myös mustavalkoiseksi).

Mutta sen sijaan ”verkkokalvo tekee enemmän työtä”, Neitz sanoo. Verkkokalvo lähettää aivoihin sekä mustavalko- että väridataa. Tämä helpottaa aivojen työtä. Tutkijat yrittävät nyt ymmärtää, miten käpysolut tietävät, pitääkö niiden ilmoittaa väristä vai valkoisen läsnäolosta. Se, miten eri solutyypit ovat järjestäytyneet verkkokalvolla, näyttää olevan tärkeää tässä päätöksessä. Esimerkiksi punaiset käpyläsolut signaloivat todennäköisemmin valkoista, kun niitä olivat ympäröineet vihreät käpyläsolut.

Nämä havainnot voivat olla hyviä uutisia värisokeille ihmisille. Jos verkkokalvolle voidaan lisätä oikeita käpyjä, Neitz sanoo, ihmisaivojen pitäisi helposti pystyä täyttämään mustavalkoiseen kuvaansa yksi väri lisää.