Цветовая слепота

«Дальтоник» перенаправляется сюда. Информацию о заболевании, вызывающем большинство форм дальтонизма, см. в разделе « Врожденная красно-зеленая дальтонизм» . Чтобы узнать о других значениях, см. « Дальтоник (значения)» .

Цветовая слепота
Другие имена	Дефицит цветового зрения, нарушение цветового зрения.
Пример цветовой тестовой пластины Исихара. Зрители с нормальным цветовым зрением должны четко видеть цифру «74».
Специальность	Офтальмология
Симптомы	Снижение способности видеть цвета.
Продолжительность	Долгосрочная перспектива
Причины	Генетический ( наследуется обычно Х-сцепленно )
Метод диагностики	Цветовой тест Исихара
Уход	Корректировка методик обучения, мобильных приложений
Частота	Красно-зеленый: 8% мужчин, 0,5% женщин (североевропейского происхождения).

Цветовая слепота или дефицит цветового зрения ( CVD ) – это снижение способности видеть цвет или различия в цвете . Степень выраженности дальтонизма варьируется от почти незаметного до полного отсутствия цветовосприятия. Цветовая слепота обычно является наследственной проблемой или изменением функциональности одного или нескольких из трех классов колбочек сетчатки, которые опосредуют цветовое зрение. Самая распространенная форма вызвана генетическим заболеванием, называемым врожденной красно-зеленой дальтонизмом (включая протановый и дейтановый типы), которым страдают до 1 из 12 мужчин (8%) и 1 из 200 женщин (0,5%). Это заболевание чаще встречается у мужчин, поскольку ответственные за него гены опсина расположены на Х-хромосоме . Более редкие генетические состояния, вызывающие дальтонизм, включают врожденную сине-желтую дальтонизм (тритановый тип), монохромность синих колбочек и ахроматопсию . Дальтонизм также может быть результатом физического или химического повреждения глаза , зрительного нерва , частей мозга или токсичности лекарств. Цветовое зрение также естественным образом ухудшается в пожилом возрасте.

Диагностика дальтонизма обычно проводится с помощью теста цветового зрения , такого как тест Исихара . Не существует лекарства от большинства причин дальтонизма, однако продолжаются исследования генной терапии некоторых тяжелых состояний, вызывающих дальтонизм. Незначительные формы дальтонизма не оказывают существенного влияния на повседневную жизнь, и у дальтоников автоматически развиваются адаптации и механизмы преодоления, чтобы компенсировать дефицит. Однако диагноз может позволить человеку или его родителям/учителям активно приспособиться к этому состоянию. Очки для дальтоников (например, EnChroma ) могут помочь людям с красно-зеленым дальтоником при выполнении некоторых цветовых задач . но они не дают владельцу «нормальное цветовое зрение» или способность видеть «новые» цвета. Некоторые мобильные приложения могут использовать камеру устройства для определения цветов.

В зависимости от юрисдикции дальтоники не имеют права заниматься определенными профессиями. таких как пилоты самолетов , машинисты поездов , полицейские , пожарные и военнослужащие . Влияние дальтонизма на художественные способности является спорным. но считается, что ряд известных художников были дальтониками.

Эффекты

У человека с цветовой слепотой будет снижена (или отсутствовать) способность различать цвета по оси красный-зеленый, синий-желтый или по обоим направлениям. Однако подавляющее большинство людей с дальтонизмом страдают только от красно-зеленой оси.

Первым признаком дальтонизма обычно является то, что человек использует неправильный цвет для объекта, например, при рисовании, или называет цвет неправильным названием. Цвета, которые путаются, очень одинаковы у людей с одним и тем же типом дальтонизма.

• 
  Нормальное зрение
• 
  Дейтеранопический прицел
• 
  Протанопическое зрение
• 
  Тританопический прицел
• 
  Монохроматический прицел

Путаница цветов

Линии путаницы для трех типов дихроматики, наложенные на цветовое пространство CIEXYZ.

Цвета путаницы — это пары или группы цветов, которые часто ошибочно воспринимаются дальтониками. Путаница цветов при красно-зеленой цветовой слепоте включает в себя:

• голубой и серый
• розово- серый
• синий и фиолетовый
• желтый и неоновый зеленый
• красный, зеленый, оранжевый, коричневый

Цвета путаницы для тритана включают:

• желтый и серый
• blue and green
• dark blue/violet and black
• violet and yellow-green
• red and rose-pink

These colors of confusion are defined quantitatively by straight confusion lines plotted in CIEXYZ, usually plotted on the corresponding chromaticity diagram. The lines all intersect at a copunctal point, which varies with the type of color blindness. Chromaticities along a confusion line will appear metameric to dichromats of that type. Anomalous trichromats of that type will see the chromaticities as metameric if they are close enough, depending on the strength of their CVD. For two colors on a confusion line to be metameric, the chromaticities first have to be made isoluminant, meaning equal in lightness. Also, colors that may be isoluminant to the standard observer may not be isoluminant to a person with dichromacy.

Color tasks

Main article: Color task

Cole describes four color tasks, all of which are impeded to some degree by color blindness:

• Comparative – When multiple colors must be compared, such as with mixing paint
• Connotative – When colors are given an implicit meaning, such as red = stop
• Denotative – When identifying colors, for example by name, such as "where is the yellow ball?"
• Aesthetic – When colors look nice – or convey an emotional response – but do not carry explicit meaning

The following sections describe specific color tasks with which the color blind typically have difficulty.

Food

Simulation of the normal (above) and dichromatic (below) perception of red and green apples

Color blindness causes difficulty with the connotative color tasks associated with selecting or preparing food. Selecting food for ripeness can be difficult; the green–yellow transition of bananas is particularly hard to identify. It can also be difficult to detect bruises, mold, or rot on some foods, to determine when meat is done by color, to distinguish some varietals, such as a Braeburn vs. a Granny Smith apple, or to distinguish colors associated with artificial flavors (e.g. jelly beans, sports drinks).

Skin color

Main article: Evolution of color vision in primates § Skin Tone

Changes in skin color due to bruising, sunburn, rashes or even blushing are easily missed by the red–green color blind.

Traffic lights

See also: § Driving

The lack of standard positional clues makes this light difficult to interpret.

The colors of traffic lights can be difficult for the red–green color blindness. This difficulty includes distinguishing red/amber lights from sodium street lamps, distinguishing green lights (closer to cyan) from normal white lights, and distinguishing red from amber lights, especially when there are no positional clues available (see image).

The infamous inverted traffic light in Syracuse, New York

The main coping mechanism to overcome these challenges is to memorize the position of lights. The order of the common triplet traffic light is standardized as red–amber–green from top to bottom or left to right. Cases that deviate from this standard are rare. One such case is a traffic light in Tipperary Hill in Syracuse, New York, which is upside-down (green–amber–red top to bottom) due to the sentiments of its Irish American community. However, the light has been criticized due to the potential hazard it poses for color blind drivers.

Horizontal traffic light in Halifax, Nova Scotia, Canada

There are other several features of traffic lights available that help accommodate the color blind. British Rail signals use more easily identifiable colors: The red is blood red, the amber is yellow and the green is a bluish color. Most British road traffic lights are mounted vertically on a black rectangle with a white border (forming a "sighting board"), so that drivers can more easily look for the position of the light. In the eastern provinces of Canada, traffic lights are sometimes differentiated by shape in addition to color: square for red, diamond for yellow, and circle for green (see image).

Signal lights

See also: § Occupations

Navigation lights in marine and aviation settings employ red and green lights to signal the relative position of other ships or aircraft. Railway signal lights also rely heavily on red–green–yellow colors. In both cases, these color combinations can be difficult for the red–green color blind. Lantern Tests are a common means of simulating these light sources to determine not necessarily whether someone is color blind, but whether they can functionally distinguish these specific signal colors. Those who cannot pass this test are generally completely restricted from working on aircraft, ships or rail, for example.

Fashion

See also: Color of clothing

Color analysis is the analysis of color in its use in fashion, to determine personal color combinations that are most aesthetically pleasing. Colors to combine can include clothing, accessories, makeup, hair color, skin color, eye color, etc. Color analysis involves many aesthetic and comparative color task that can be difficult for the color blind.

Art

Inability to distinguish color does not necessarily preclude the ability to become a celebrated artist. The 20th century expressionist painter Clifton Pugh, three-time winner of Australia's Archibald Prize, on biographical, gene inheritance and other grounds has been identified as a person with protanopia. 19th century French artist Charles Méryon became successful by concentrating on etching rather than painting after he was diagnosed as having a red–green deficiency. Jin Kim's red–green color blindness did not stop him from becoming first an animator and later a character designer with Walt Disney Animation Studios.

Advantages

Deuteranomals are better at distinguishing shades of khaki, which may be advantageous when looking for predators, food, or camouflaged objects hidden among foliage. Dichromats tend to learn to use texture and shape clues and so may be able to penetrate camouflage that has been designed to deceive individuals with normal color vision.

Some tentative evidence finds that the color blind are better at penetrating certain color camouflages. Such findings may give an evolutionary reason for the high rate of red–green color blindness. There is also a study suggesting that people with some types of color blindness can distinguish colors that people with normal color vision are not able to distinguish. In World War II, color blind observers were used to penetrate camouflage.

In the presence of chromatic noise, the color blind are more capable of seeing a luminous signal, as long as the chromatic noise appears metameric to them. This is the effect behind most "reverse" Pseudoisochromatic plates (e.g. "hidden digit" Ishihara plates) that are discernible to the color blind but unreadable to people with typical color vision.

Digital design

See also: Color coding in data visualization

Testing the colors of a web chart, (center), to ensure that no information is lost to the various forms of color blindness

Color codes are useful tools for designers to convey information. The interpretation of this information requires users to perform a variety of Color Tasks, usually comparative but also sometimes connotative or denotative. However, these tasks are often problematic for the color blind when design of the color code has not followed best practices for accessibility. For example, one of the most ubiquitous connotative color codes is the "red means bad and green means good" or similar systems, based on the classic signal light colors. However, this color coding will almost always be undifferentiable to deutans or protans, and therefore should be avoided or supplemented with a parallel connotative system (symbols, smileys, etc.).

Good practices to ensure design is accessible to the color blind include:

• When possible (e.g. in simple video games or apps), allowing the user to choose their own colors is the most inclusive design practice.
• Using other signals that are parallel to the color coding, such as patterns, shapes, size or order. This not only helps the color blind, but also aids understanding by normally sighted people by providing them with multiple reinforcing cues.
• Using brightness contrast (different shades) in addition to color contrast (different hues)
• To achieve good contrast, conventional wisdom suggests converting a (digital) design to grayscale to ensure there is sufficient brightness contrast between colors. However, this does not account for the different perceptions of brightness to different varieties of color blindness, especially protan CVD, tritan CVD and monochromacy.
• Viewing the design through a CVD Simulator to ensure the information carried by color is still sufficiently conveyed. At a minimum, the design should be tested for deutan CVD, the most common kind of color blindness.
• Maximizing the area of colors (e.g. increase size, thickness or boldness of colored element) makes the color easier to identify. Color contrast improves as the angle the color subtends on the retina increases. This applies to all types of color vision.
• Maximizing brightness (value) and saturation (chroma) of the colors to maximize color contrast.
• Converting connotative tasks to comparative tasks by including a legend, even when the meaning is considered obvious (e.g. red means danger).
• Avoiding denotative color tasks (color naming) when possible. Some denotative tasks can be converted to comparative tasks by depicting the actual color whenever the color name is mentioned; for example, colored typography in "purple",  purple  or "purple ( )".
• For denotative tasks (color naming), using the most common shades of colors. For example, green and yellow are colors of confusion in red–green CVD, but it is not common to mix forest green ( ) with bright yellow ( ). Mistakes by the color blind increase drastically when uncommon shades are used, e.g. neon green ( ) with dark yellow ( ).
• For denotative tasks, using colors that are classically associated with a color name. For example, use "firetruck" red ( ) instead of burgundy ( ) to represent the word "red".

Unordered Information

Colors of board game pieces must be carefully chosen to be accessible to the color blind.

A common task for designers is to select a subset of colors (qualitative colormap) that are as mutually differentiable as possible (salient). For example, player pieces in a board game should be as different as possible.

Classic advice suggests using Brewer palettes, but several of these are not actually accessible to the color blind.

Unfortunately, the colors with the greatest contrast to the red–green color blind tend to be colors of confusion to the blue–yellow color blind, and vice versa. However, since red–green is much more prevalent than blue–yellow CVD, design should generally prioritize those users (deutans then protans).

Ordered Information

Three sequential colormaps that have been designed to be accessible to the color blind

A common task for data visualization is to represent a color scale, or sequential colormap, often in the form of a heat map or choropleth. Several scales are designed with special consideration for the color blind and are widespread in academia, including Cividis, Viridis and Parula. These comprise a light-to-dark scale superimposed on a yellow-to-blue scale, making them monotonic and perceptually uniform to all forms of color vision.

Classification

These color charts show how different color blind people see compared to a person with normal color vision.

Much terminology has existed and does exist for the classification of color blindness, but the typical classification for color blindness follows the von Kries classifications, which uses severity and affected cone for naming.

Based on severity

Based on clinical appearance, color blindness may be described as total or partial. Total color blindness (monochromacy) is much less common than partial color blindness. Partial color blindness includes dichromacy and anomalous trichromacy, but is often clinically defined as mild, moderate or strong.

Monochromacy

Main article: Monochromacy

Monochromacy is often called total color blindness since there is no ability to see color. Although the term may refer to acquired disorders such as cerebral achromatopsia, it typically refers to congenital color vision disorders, namely rod monochromacy and blue cone monochromacy).

In cerebral achromatopsia, a person cannot perceive colors even though the eyes are capable of distinguishing them. Some sources do not consider these to be true color blindness, because the failure is of perception, not of vision. They are forms of visual agnosia.

Monochromacy is the condition of possessing only a single channel for conveying information about color. Monochromats are unable to distinguish any colors and perceive only variations in brightness. Congenital monochromacy occurs in two primary forms:

1. Rod monochromacy, frequently called complete achromatopsia, where the retina contains no cone cells, so that in addition to the absence of color discrimination, vision in lights of normal intensity is difficult.
2. Cone monochromacy is the condition of having only a single class of cone. A cone monochromat can have good pattern vision at normal daylight levels, but will not be able to distinguish hues. Cone monochromacy is divided into classes defined by the single remaining cone class. However, red and green cone monochromats have not been definitively described in the literature. Blue cone monochromacy is caused by lack of functionality of L (red) and M (green) cones, and is therefore mediated by the same genes as red–green color blindness (on the X chromosome). Peak spectral sensitivities are in the blue region of the visible spectrum (near 440 nm). People with this condition generally show nystagmus ("jiggling eyes"), photophobia (light sensitivity), reduced visual acuity, and myopia (nearsightedness). Visual acuity usually falls to the 20/50 to 20/400 range.

Dichromacy

Main article: Dichromacy

Dichromats can match any color they see with some mixture of just two primary colors (in contrast to those with normal sight (trichromats) who can distinguish three primary colors). Dichromats usually know they have a color vision problem, and it can affect their daily lives. Dichromacy in humans includes protanopia, deuteranopia, and tritanopia. Out of the male population, 2% have severe difficulties distinguishing between red, orange, yellow, and green (orange and yellow are different combinations of red and green light). Colors in this range, which appear very different to a normal viewer, appear to a dichromat to be the same or a similar color. The terms protanopia, deuteranopia, and tritanopia come from Greek, and respectively mean "inability to see (anopia) with the first (prot-), second (deuter-), or third (trit-) [cone]".

Anomalous trichromacy

Anomalous trichromacy is the mildest type of color deficiency, but the severity ranges from almost dichromacy (strong) to almost normal trichromacy (mild). In fact, many mild anomalous trichromats have very little difficulty carrying out tasks that require normal color vision and some may not even be aware that they have a color vision deficiency. The types of anomalous trichromacy include protanomaly, deuteranomaly and tritanomaly. It is approximately three times more common than dichromacy. Anomalous trichromats exhibit trichromacy, but the color matches they make differ from normal trichromats. In order to match a given spectral yellow light, protanomalous observers need more red light in a red/green mixture than a normal observer, and deuteranomalous observers need more green. This difference can be measured by an instrument called an Anomaloscope, where red and green lights are mixed by a subject to match a yellow light.

Based on affected cone

There are two major types of color blindness: difficulty distinguishing between red and green, and difficulty distinguishing between blue and yellow. These definitions are based on the phenotype of the partial color blindness. Clinically, it is more common to use a genotypical definition, which describes which cone/opsin is affected.

Red–green color blindness

Red–green color blindness includes protan and deutan CVD. Protan CVD is related to the L-cone and includes protanomaly (anomalous trichromacy) and protanopia (dichromacy). Deutan CVD is related to the M-cone and includes deuteranomaly (anomalous trichromacy) and deuteranopia (dichromacy). The phenotype (visual experience) of deutans and protans is quite similar. Common colors of confusion include red/brown/green/yellow as well as blue/purple. Both forms are almost always symptomatic of congenital red–green color blindness, so affects males disproportionately more than females. This form of color blindness is sometimes referred to as daltonism after John Dalton, who had red–green dichromacy. In some languages, daltonism is still used to describe red–green color blindness.

Иллюстрация распределения колбочек в ямке человека с нормальным цветовым зрением (слева) и сетчаткой с дальтонизмом (протанопией). В центре ямки находится очень мало колбочек, чувствительных к синему цвету.

• Protan (2% of males): Lacking, or possessing anomalous L-opsins for long-wavelength sensitive cone cells. Protans have a neutral point at a cyan-like wavelength around 492 nm (see spectral color for comparison)—that is, they cannot discriminate light of this wavelength from white. For a protanope, the brightness of red is much reduced compared to normal. This dimming can be so pronounced that reds may be confused with black or dark gray, and red traffic lights may appear to be extinguished. They may learn to distinguish reds from yellows primarily on the basis of their apparent brightness or lightness, not on any perceptible hue difference. Violet, lavender, and purple are indistinguishable from various shades of blue. A very few people have been found who have one normal eye and one protanopic eye. These unilateral dichromats report that with only their protanopic eye open, they see wavelengths shorter than neutral point as blue and those longer than it as yellow.

• Дейтан (6% мужчин): отсутствие или наличие аномальных М-опсинов для колбочек, чувствительных к средней длине волны. Их нейтральная точка находится на немного большей длине волны, 498 нм, более зеленоватом оттенке голубого. У дейтанов те же проблемы с различением оттенков, что и у протанов, но без затемнения длинных волн. Дейтеранопические односторонние дихроматы сообщают, что, открыв только свой дейтеранопический глаз, они видят длины волн короче нейтральной точки как синие, а длиннее ее — как желтые.

Сине-желтая цветовая слепота

Сине-желтая цветовая слепота включает тритана ССЗ . Тритановые ССЗ связаны с S-конусом и включают тританомалию (аномальную трихромацию) и тританопию (дихромацию). Слепота на сине-желтый цвет встречается гораздо реже, чем слепота на красно-зеленый цвет, и чаще имеет приобретенные причины, чем генетические. Тританам трудно различать голубоватый и зеленоватый оттенки. Тританы имеют нейтральную точку при 571 нм (желтоватую).

• Тритан (<0,01% людей): отсутствие или наличие аномальных S-опсинов или колбочек, чувствительных к коротким волнам. Тританы видят коротковолновые цвета ( синий , индиго и спектральный фиолетовый ) как зеленоватые и сильно тусклые, а некоторые из этих цветов даже как черные . Желтый и оранжевый неотличимы от белого и розового соответственно, а фиолетовый цвет воспринимается как различные оттенки красного . В отличие от протанов и дейтанов, мутация, вызывающая дальтонизм, переносится на хромосоме 7. Следовательно, она не сцеплена с полом (одинаково распространена как у мужчин, так и у женщин). Генный код этой мутации OMIM — 304000 «Цветовая слепота, частичная тританомалия».

• Тетартан - это «четвертый тип» дальтонизма и тип слепоты на сине-желтый цвет. Однако его существование является гипотетическим, и, учитывая молекулярную основу цветового зрения человека, маловероятно, что этот тип мог существовать.

Краткое описание дополнений к конусам

В таблице ниже показаны дополнения к колбочкам для различных типов цветового зрения человека, включая те, которые считаются дальтонизмом, нормальным цветовым зрением и «превосходным» цветовым зрением. Дополнение к колбочкам содержит типы колбочек (или их опсинов), выраженные у индивидуума.

Конусная система

Красный

Зеленый

Синий

Н = нормальный А = аномальный

Н

А

Н

А

Н

А

1

Нормальное зрение

Трихромазия

Нормальный

2

Протаномалия

Аномальная трихроматия

Частичный цвет слепота

Красный- зеленый

3

Протанопия

Дихроматия

4

Дейтераномалия

Аномальная трихроматия

5

Дейтеранопия

Дихроматия

6

Тританомалия

Аномальная трихроматия

Синий- желтый

7

Тританопия

Дихроматия

8

Монохромность синего конуса

Монохромность

Полная цветовая слепота

9

Ахроматопсия

10

Тетрахромация (теория носителя)

Тетрахромация

'Начальство'

Причины

См. Также: Трихроматическое цветовое зрение и врожденная красно-зеленая дальтонизм § Механизм.

Дальтонизм — это любое отклонение цветового зрения от нормального трехцветного цветового зрения (часто определяемого стандартным наблюдателем ), которое приводит к уменьшению гаммы . Механизмы дальтонизма связаны с функциональностью колбочек и часто с экспрессией фотопсинов , фотопигментов , которые «ловят» фотоны и тем самым преобразуют свет в химические сигналы.

Нарушения цветового зрения можно разделить на наследственные и приобретенные.

• Наследственный : наследственные или врожденные/генетические нарушения цветового зрения чаще всего вызваны мутациями генов, кодирующих белки опсина. Однако некоторые другие гены также могут приводить к менее распространенным и/или более тяжелым формам дальтонизма.
• Приобретенный : дальтонизм, отсутствующий при рождении, может быть вызван хроническим заболеванием, несчастным случаем, приемом лекарств, химическим воздействием или просто нормальными процессами старения.

Генетика

Цветовая слепота обычно является наследственным генетическим заболеванием. Наиболее распространенные формы дальтонизма связаны с генами фотопсина , но картирование человеческого генома показало, что существует множество причинных мутаций, которые не влияют напрямую на опсины. Мутации, способные вызвать дальтонизм, происходят как минимум из 19 различных хромосом и 56 различных генов (как показано на сайте Online Mendelian Inheritance in Man [OMIM]).

Генетика красно-зеленой цветовой слепоты

Основная статья: Врожденная красно-зеленая дальтонизм § Генетика

Квадраты Пеннета для каждой комбинации статуса цветового зрения родителей, дающие вероятности статуса их потомков; Надстрочный индекс «c» обозначает хромосому с пораженным геном.

Безусловно, наиболее распространенной формой дальтонизма является врожденная красно-зеленая дальтонизм (дальтонизм), которая включает протанопию/протаномалию и дейтеранопию/дейтераномалию. Эти состояния опосредуются генами OPN1LW и OPN1MW соответственно, оба на Х-хромосоме . «Пораженный» ген либо отсутствует (как при протанопии и дейтеранопии – дихромазии ), либо является химерным геном (как при протаномалии и дейтераномалии).

Поскольку гены OPN1LW и OPN1MW находятся на Х-хромосоме, они сцеплены с полом и, следовательно, непропорционально влияют на мужчин и женщин. дальтонизма Поскольку «затронутые» аллели являются рецессивными, дальтонизм в частности следует за Х-сцепленным рецессивным наследованием . У мужчин имеется только одна Х-хромосома (XY), а у женщин — две (XX); Поскольку у самца есть только один из каждого гена, в случае его поражения самец станет дальтоником. Поскольку у женщины есть два аллеля каждого гена (по одному на каждой хромосоме), если затронут только один ген, доминантные нормальные аллели «подавляют» пораженный рецессивный аллель, и у женщины будет нормальное цветовое зрение. Однако, если у самки есть два мутировавших аллеля, она все равно будет дальтоником. Вот почему существует непропорциональная распространенность дальтонизма: около 8% мужчин страдают дальтонизмом и около 0,5% женщин.

Генетика сине-желтой цветовой слепоты

Врожденная сине-желтая дальтонизм — гораздо более редкая форма дальтонизма, включая тританопию/тританомалию. Эти состояния опосредуются геном OPN1SW на хромосоме 7 , который кодирует белок S-опсин и наследуется по аутосомно-доминантному типу. Причина сине-желтой цветовой слепоты не аналогична причине красно-зеленой цветовой слепоты, т.е. пиковая чувствительность S-опсина не смещается в сторону более длинных волн. Скорее всего, существует 6 известных точечных мутаций OPN1SW, которые ухудшают работу S-конусов. Ген OPN1SW практически инвариантен в человеческой популяции. Врожденные дефекты тритана часто прогрессируют: почти нормальное трихроматическое зрение в детстве (например, легкая тританомалия) прогрессирует до дихромазии (тританопии) по мере медленного отмирания S-колбочек. Таким образом, тританомалия и тританопия представляют собой разную пенетрантность одного и того же заболевания, и некоторые источники утверждают, что поэтому тританомалию следует называть неполной тританопией.

Другие генетические причины

Известно, что несколько наследственных заболеваний вызывают дальтонизм, включая ахроматопсию , колбочковую дистрофию , врожденный амавроз Лебера и пигментный ретинит . Они могут быть врожденными или начаться в детстве или взрослом возрасте. Они могут быть статическими/стационарными или прогрессивными . Прогрессирующие заболевания часто приводят к ухудшению состояния сетчатки и других частей глаза, поэтому часто прогрессируют от цветовой слепоты до более тяжелых нарушений зрения , вплоть до полной слепоты.

Негенетические причины

Физическая травма может вызвать цветовую слепоту, либо неврологическую (травма головного мозга, вызывающая отек мозга в затылочной доле ), либо сетчатку, острую (например, в результате воздействия лазера) или хроническую (например, в результате воздействия ультрафиолетового света ).

Цветовая слепота может также проявляться как симптом дегенеративных заболеваний глаз, таких как катаракта и возрастная дегенерация желтого пятна , а также как часть повреждения сетчатки, вызванного диабетом . Дефицит витамина А также может вызвать дальтонизм.

Дальтонизм может быть побочным эффектом употребления рецептурных лекарств. Например, красно-зеленая дальтонизм может быть вызвана этамбутолом , препаратом, используемым при лечении туберкулеза . Сине-желтая дальтонизм может быть вызвана силденафилом , активным компонентом Виагры . Гидроксихлорохин также может привести к гидроксихлорохиновой ретинопатии, которая включает различные дефекты окраски. Воздействие химических веществ, таких как стирол или органические растворители также может привести к дефектам цветового зрения.

Простые цветные фильтры также могут вызвать легкие нарушения цветового зрения. Первоначальная гипотеза Джона Далтона о его дейтеранопии заключалась в том, что стекловидное тело его глаза обесцвечено:

Я пришел к выводу, что одна из жидкостей моего глаза должна быть прозрачной, но цветной средой, устроенной так, чтобы поглощать главным образом красные и зеленые лучи... Я предполагаю, что это должно быть стекловидное тело.

- Джон Далтон, Необыкновенные факты, касающиеся видения цветов: с наблюдениями (1798 г.)

Вскрытие его глаза после его смерти в 1844 году показало, что это категорически неправда. хотя возможны и другие фильтры. Реальные физиологические примеры обычно затрагивают сине-желтый противостоящий канал и называются цианопсия и ксантопсия и чаще всего являются следствием пожелтения или удаления хрусталика .

На каналы-противники также может влиять преобладание определенных колбочек в мозаике сетчатки . Колбочки неравномерно распространены и неравномерно распределены в сетчатке. Когда количество одного из этих типов колбочек значительно уменьшается, это также может привести к дефициту цветового зрения или способствовать его развитию. Это одна из причин тританомалии .

Некоторые люди также не могут отличить синий от зеленого, что, по-видимому, является результатом культурных особенностей и воздействия ультрафиолетового излучения.

Диагностика

Тест цветового зрения

Основная статья: Тест цветового зрения

Тестовое изображение Исихара, как его видят испытуемые с нормальным цветовым зрением и люди с различными нарушениями цветовосприятия.

Основным методом диагностики дефицита цветового зрения является непосредственное тестирование цветового зрения. — Цветовой тест Исихара это тест, который чаще всего используется для выявления недостатков красно-зеленого цвета и чаще всего признается общественностью. Некоторые тесты носят клинический характер и предназначены для быстрого, простого и эффективного выявления широких категорий дальтонизма. Другие ориентированы на точность и обычно доступны только в академических учреждениях.

• Псевдоизохроматические пластинки , классификация, включающая цветовой тест Исихара и тест HRR, встраивают фигуру в пластину в виде ряда пятен, окруженных пятнами немного другого цвета. Эти цвета должны казаться идентичными ( метамерными ) для дальтоников, но различимыми для цветных нормалей. Псевдоизохроматические пластинки используются в качестве инструментов скрининга, поскольку они дешевы, быстры и просты, но не обеспечивают точной диагностики сердечно-сосудистых заболеваний.
• Фонари , такие как « Тест фонарей Фарнсворта» , проецируют небольшие цветные огни на испытуемого, который должен определить цвет света. Цвета соответствуют типичным сигнальным огням, т. е. красному, зеленому и желтому, которые также являются цветами смешения красно-зеленых CVD. Фонари не диагностируют дальтонизм, но представляют собой тесты на профессиональную проверку, позволяющие убедиться, что кандидат обладает достаточным цветовым различением, чтобы иметь возможность выполнять работу.

Испытание Фарнсворта D-15

• Аранжированные тесты могут использоваться в качестве скрининговых или диагностических инструментов. Цветовой тест Фарнсворта -Манселла 100 очень чувствителен, но тест Фарнсворта D-15 представляет собой упрощенную версию, используемую специально для скрининга сердечно-сосудистых заболеваний. В любом случае испытуемого просят расположить набор цветных колпачков или фишек так, чтобы образовался постепенный переход цвета между двумя анкерными колпачками.
• Аномалоскопы обычно предназначены для обнаружения красно-зеленых недостатков и основаны на совпадении Рэлея , которое сравнивает смесь красного и зеленого света в переменных пропорциях с фиксированным спектральным желтым цветом переменной яркости. Испытуемый должен менять две переменные до тех пор, пока цвета не совпадут. Они дороги и требуют опыта для администрирования, поэтому обычно используются только в академических целях.

Генетическое тестирование

) субъекта Хотя генетическое тестирование не может напрямую оценить цветовое зрение ( фенотип , большинство врожденных нарушений цветового зрения хорошо коррелируют с генотипом . Следовательно, генотип можно напрямую оценить и использовать для прогнозирования фенотипа . Это особенно полезно для прогрессивных форм, у которых в молодом возрасте нет ярко выраженного фенотипа с дефицитом окраски. Однако его также можно использовать для секвенирования L- и M-опсинов на Х-хромосоме, поскольку наиболее распространенные аллели этих двух генов известны и даже связаны с точной спектральной чувствительностью и пиковыми длинами волн. Таким образом, цветовое зрение субъекта можно классифицировать с помощью генетического тестирования . но это всего лишь предсказание фенотипа, поскольку на цветовое зрение могут влиять бесчисленные негенетические факторы, такие как мозаика колбочек .

Управление

Несмотря на значительные недавние улучшения в генной терапии дальтонизма , в настоящее время не существует одобренного FDA лечения какой-либо формы сердечно-сосудистых заболеваний, как и других способов лечения сердечно-сосудистых заболеваний. Управление состоянием возможно с помощью линз для облегчения симптомов или приложений для смартфонов, помогающих выполнять повседневные задачи.

Линзы

Основная статья: Очки для дальтонизма

Существует три типа линз, которые человек может носить и которые могут повысить его точность в некоторых задачах, связанных с цветом (хотя ни один из них не « исправит » дальтонизм и не предоставит владельцу нормальное цветовое зрение):

• Контактная линза красного оттенка, надетая на недоминантный глаз, будет использовать бинокулярное неравенство для улучшения распознавания некоторых цветов. Однако это может затруднить различение других цветов. Обзор различных исследований 1981 года по оценке эффекта контактных линз X-chrom (одной марки) пришел к выводу, что, хотя линзы могут позволить пользователю получить более высокие баллы в определенных тестах на цветовое зрение, они не корректируют цветовое зрение в природная среда. Приведена история болезни с использованием линзы X-Chrom для стержневого монохромата. Руководство по X-Chrom доступно в Интернете.
• Тонированные очки (например, очки Pilestone/Colorlite) придают падающему свету оттенок (например, пурпурный), который может искажать цвета таким образом, что облегчает выполнение некоторых цветовых задач. Эти очки могут обойти многие тесты на цветовое зрение , хотя обычно это не допускается.
• Очки с режекторным фильтром (например, очки EnChroma ) фильтруют узкую полосу света, которая возбуждает как L-, так и M-конусы (желто-зеленые длины волн). В сочетании с дополнительной полосой задерживания в коротковолновой (синей) области эти линзы могут представлять собой фильтр нейтральной плотности (не иметь цветового оттенка). Они превосходят другие типы линз, вызывая меньшее искажение цветов и существенно повышая насыщенность некоторых цветов. Они будут работать только с трихроматами (аномальными или нормальными) и, в отличие от других типов, не оказывают существенного влияния на дихроматы. Очки существенно не улучшают способности человека проходить тесты на дальтонизм.

СПИД

Было разработано множество мобильных и компьютерных приложений, помогающих людям с дальтонизмом выполнять задания по цвету:

• Некоторые приложения (например, средства выбора цвета ) могут идентифицировать название (или координаты в цветовом пространстве ) цвета на экране или цвет объекта с помощью камеры устройства.
• Некоторые приложения облегчают интерпретацию изображений людьми с дальтонизмом за счет повышения цветового контраста в естественных изображениях и/или информационной графике. Эти методы обычно называют алгоритмами дальтонизации .
• Некоторые приложения могут имитировать дальтонизм, применяя к изображению или экрану фильтр, который уменьшает гамму изображения до определенного типа дальтонизма. Хотя они не помогают напрямую людям с дальтонизмом, они позволяют людям с нормальным цветовым зрением понять, как дальтоники видят мир. Их использование может помочь улучшить инклюзивный дизайн, позволяя дизайнерам моделировать свои собственные изображения, чтобы обеспечить их доступность для людей с дальтонизмом.

В 2003 году было разработано кибернетическое устройство под названием Eyeborg, позволяющее владельцу слышать звуки, представляющие разные цвета. Художник-ахроматопс Нил Харбиссон был первым, кто использовал такое устройство в начале 2004 года; глазборг позволил ему начать рисовать в цвете, запоминая звук, соответствующий каждому цвету. В 2012 году на конференции TED Харбиссон объяснил, как теперь он может воспринимать цвета за пределами возможностей человеческого зрения.

Эпидемиология

Уровень дальтонизма

	Мужчины	Женщины
Дихроматия	2.4%	0.03%
Протанопия	1.3%	0.02%
Дейтеранопия	1.2%	0.01%
Тританопия	0.008%	0.008%
Аномальная трихроматия	6.3%	0.37%
Протаномалия	1.3%	0.02%
Дейтераномалия	5.0%	0.35%
Тританомалия	0.0001%	0.0001%

Цветовая слепота затрагивает большое количество людей, причем наиболее распространенными типами являются протаны и дейтаны. У людей североевропейского происхождения до 8 процентов мужчин и 0,4 процента женщин страдают врожденным дефицитом цвета. Интересно, что даже первая статья Дальтона уже приводила эту цифру в 8%:

...примечательно, что из 25 моих когда-то учеников, которым я объяснял этот предмет, двое согласились со мной...

- Джон Далтон, Необыкновенные факты, касающиеся видения цветов: с наблюдениями (1798 г.)

История

Иллюстрация 1895 года о нормальном зрении и различных видах дальтонизма.

В 17 и 18 веках несколько философов выдвинули гипотезу, что не все люди воспринимают цвета одинаково:

...нет оснований предполагать полное сходство в расположении зрительного нерва у всех людей, поскольку существует бесконечное разнообразие в каждой вещи в Природе, и главным образом в тех, которые являются Материальными, поэтому очень вероятно, что все Люди видят разные цвета в одних и тех же предметах.

- Николя Мальбранш , В поисках истины (1674)

В способности воспринимать цвета также существуют поразительные различия между отдельными людьми; и действительно, я склонен подозревать, что в большинстве случаев предполагаемые дефекты зрения в этом отношении следует приписывать скорее дефект в способности зачатия.

- Дугалд Стюарт , Элементы философии человеческого разума (1792)

Гордон Линн Уоллс утверждает что первое широко распространенное исследование дальтонизма было опубликовано в письме Джозефа Хаддарта Джозефу Пристли в 1777 году , в котором описывалось «Харрис Сапожник» и несколько его братьев с тем, что позже будет описано как протанопия. Похоже, что более ранних исторических упоминаний о дальтонизме не сохранилось, несмотря на его распространенность.

Это явление стало научно изучаться только в 1794 году, когда английский химик Джон Дальтон впервые описал цветовую слепоту в статье для Манчестерского литературно-философского общества , которая была опубликована в 1798 году под названием « Чрезвычайные факты, относящиеся к видению цветов: с Наблюдения . Генетический анализ сохранившегося глазного яблока Далтона подтвердил наличие у него дейтеранопии в 1995 году, примерно через 150 лет после его смерти.

Под влиянием Дальтона немецкий писатель Й. В. фон Гете в 1798 году изучил нарушения цветового зрения, попросив двух юных испытуемых сопоставить пары цветов.

В 1837 году Август Зеебек впервые различал протаны и дейтаны (тогда как класс I + II). Он также был первым, кто разработал метод объективного тестирования, в котором испытуемые сортировали цветные листы бумаги, и первым описал женщину с дальтонизмом.

В 1875 году крушение поезда Лагерлунда в Швеции выдвинуло на передний план дальтонизм. После крушения профессор Аларик Фритьоф Холмгрен , физиолог, провел расследование и пришел к выводу, что причиной крушения стала цветовая слепота инженера (который умер). Затем профессор Холмгрен создал первый тест на цветовое зрение, используя разноцветные мотки шерсти, чтобы обнаружить дальтонизм и тем самым исключить дальтоников из рабочих мест в транспортной отрасли, где цветовое зрение требуется для интерпретации сигналов безопасности . Однако утверждается, что нет убедительных доказательств того, что недостаток цвета действительно стал причиной столкновения или что он мог быть не единственной причиной.

В 1920 году Фредерик Уильям Эдридж-Грин разработал альтернативную теорию цветового зрения и дальтонизма, основанную на классификации семи основных цветов Ньютона ( ROYGBIV ). Эдридж-Грин классифицировал цветовое зрение на основе того, сколько различных цветов испытуемый может видеть в спектре. Обычных субъектов называли гексахромными, поскольку они не могли различать индиго. Субъекты с превосходным цветовым зрением, которые могли различать индиго, были гептахромными . Таким образом, дальтоники были дихромными (эквивалент дихромазии) или три- , тетра- или пентахромными (аномальная трихроматия).

Права

В Соединенных Штатах в соответствии с федеральными антидискриминационными законами, такими как Закон об американцах с ограниченными возможностями , нарушения цветового зрения не считаются инвалидностью, которая вызывает защиту от дискриминации на рабочем месте.

Бразильский суд постановил, что дальтоники защищены Межамериканской конвенцией о ликвидации всех форм дискриминации в отношении людей с ограниченными возможностями. На суде было решено, что носители дальтонизма имеют право на доступ к более широким знаниям или на полное наслаждение своим человеческим состоянием.

Занятия

Цветовая слепота может затруднить или сделать невозможным участие человека в определенных видах деятельности. Лицам с дальтонизмом может быть юридически или практически запрещено заниматься профессиями, в которых восприятие цвета является важной частью работы ( например, смешивание красок) или в которых восприятие цвета важно для безопасности ( например, управление транспортными средствами в ответ на цветопередачу). кодированные сигналы). Этот принцип охраны труда берет свое начало после крушения поезда Лагерлунда в 1875 году , в котором Аларик Фритьоф Хольмгрен обвинил дальтонизма инженера и создал первый профессиональный скрининговый тест ( тест Холмгрена на шерсти ) против дальтонизма.

... Я считаю, что [Хольмгрену] больше, чем всем остальным, мы обязаны нынешним и будущим контролем над дальтонизмом на суше и на море, благодаря чему жизнь и имущество становятся безопаснее, а риски путешествий меньше.

- Бенджамин Джой Джеффрис, Дальтонизм: его опасность и его обнаружение (1879)

Цветовое зрение важно для профессий, использующих телефонные или компьютерные сетевые кабели, поскольку отдельные провода внутри кабелей имеют цветовую маркировку зеленого, оранжевого, коричневого, синего и белого цветов. Электронная проводка, трансформаторы, резисторы и конденсаторы также имеют цветовую маркировку: черный, коричневый, красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, фиолетовый, серый, белый, серебряный и золотой.

На участие, судейство и просмотр спортивных мероприятий может повлиять дальтонизм. Профессиональные футболисты Томас Делейни и Фабио Карвалью обсудили трудности, возникающие при столкновении цветов, а исследования, проведенные ФИФА, показали, что удовольствие и прогресс игроков могут быть затруднены из-за проблем с различием между полем и тренировочными объектами или разметкой поля. по снукеру Чемпионам мира Марку Уильямсу и Питеру Эбдону иногда приходится обращаться к рефери за помощью в различении красных и коричневых шаров из-за их дальтонизма. Оба в примечательных случаях совершали пенальти, забив не тот мяч.

Вождение

См. Также: § Светофоры.

Красно-зеленая цветовая слепота может затруднить вождение, в первую очередь из-за неспособности различать красно-желто-зеленые сигналы светофора . Протаны также находятся в невыгодном положении из-за затемненного восприятия красного цвета, что может затруднить быстрое распознавание стоп-сигналов. В ответ некоторые страны отказались выдавать водительские права лицам с дальтонизмом:

• В апреле 2003 года Румыния исключила дальтонизм из списка условий, дисквалифицирующих для получения водительских прав обучающихся. Теперь это квалифицируется как состояние, которое потенциально может поставить под угрозу безопасность водителя, поэтому водителю, возможно, придется пройти обследование у уполномоченного офтальмолога, чтобы определить, может ли он безопасно управлять автомобилем. По состоянию на май 2008 года продолжается кампания по снятию юридических ограничений, запрещающих дальтоникам получать водительские права.
• В июне 2020 года Индия ослабила запрет на выдачу водительских прав людям с дальтонизмом, и теперь он распространяется только на людей с сильными сердечно-сосудистыми заболеваниями. Хотя раньше это было ограничено, те, у кого тесты были легкими или умеренными, теперь могут соответствовать медицинским требованиям.
• В 1994 году Австралия ввела многоуровневый запрет для дальтоников на получение коммерческих водительских прав. Это включало запрет для всех протанов и условие, что дейтаны должны пройти проверку Фарнсворта . Положение о дейтанах было отменено в 1997 году из-за отсутствия испытательного оборудования, а запрет на протаны был отменен в 2003 году.
• В Китае всем дальтоникам запрещено получать водительские права и с 2016 г. в России (2012 г. для дихроматов).

Пилотирование самолета

См. Также: § Сигнальные огни.

Хотя многие аспекты авиации зависят от цветового кодирования, лишь немногие из них настолько важны, что им могут помешать некоторые более легкие виды дальтонизма. Некоторые примеры включают в себя сигнализацию с помощью цветной пушки самолетов, потерявших радиосвязь, цветовую индикацию глиссады на взлетно-посадочных полосах и т.п. По этой причине в некоторых юрисдикциях ограничивается выдача удостоверений пилота лицам с дальтонизмом. Ограничения могут быть частичными, позволяющими лицам с дальтонизмом получать сертификат, но с ограничениями, или полными, и в этом случае лицам с дальтонизмом вообще не разрешается получать удостоверения пилота.

В Соединенных Штатах Федеральное управление гражданской авиации требует, чтобы пилоты проходили проверку на нормальное цветовое зрение в рамках медицинского освидетельствования, чтобы получить необходимую медицинскую справку, что является обязательным условием для получения сертификата пилота. Если тестирование выявит дальтонизм, заявителю может быть выдана лицензия с ограничениями, такими как запрет на полеты в ночное время и полеты по цветным сигналам — такое ограничение фактически не позволяет пилоту заниматься определенными летными профессиями, например, работой пилота авиакомпании, хотя Сертификация коммерческих пилотов все еще возможна, и есть несколько летных профессий, которые не требуют ночных полетов и, таким образом, все еще доступны для тех, у кого есть ограничения из-за дальтонизма (например, сельскохозяйственная авиация). Правительство разрешает проведение нескольких типов тестов, включая стандартные медицинские тесты ( , Исихара например , Дворине и другие) и специализированные тесты, ориентированные конкретно на нужды авиации. Если заявитель не пройдет стандартные тесты, он получит ограничение в своей медицинской справке, в котором будет указано: «Недействительно для ночных полетов или контроля цветового сигнала». Они могут обратиться в ФАУ для прохождения специального теста, проводимого ФАУ. Обычно этот тест представляет собой «тест цветного зрения с помощью светового пистолета». Для этого теста инспектор ФАУ встретит пилота в аэропорту с работающей диспетчерской вышкой. Цвет Сигнальная световая пушка будет светиться на пилота с башни, и он должен определить цвет. Если они пройдут проверку, им может быть выдан отказ, в котором говорится, что проверка цветового зрения больше не требуется во время медицинских осмотров. После этого они получат новую медицинскую справку, в которой будет снято ограничение. Когда-то это было Заявление о продемонстрированных способностях (SODA), но в начале 2000-х годов SODA было отменено и преобразовано в простой отказ (письмо).

Исследование, опубликованное в 2009 году и проведенное Лондонского городского университета Исследовательским центром прикладного зрения при финансовой поддержке Управления гражданской авиации Великобритании и Федерального управления гражданской авиации США, позволило провести более точную оценку цветовых недостатков в красном/зеленом и желто-синий цветовой диапазон, который может привести к сокращению на 35% числа потенциальных пилотов, не соответствующих минимальному медицинскому порогу.

См. также

• Цветовая агнозия – способность видеть цвета, но неспособность распознавать цвета.
• Цветовая аномия – способность видеть цвета, но неспособность называть цвета.
• Список людей с дальтонизмом
• Слепота движения
• Тетрахромация

Дальнейшее чтение

• Кайзер П.К., Бойнтон Р.М. (1996). Цветовое зрение человека . Вашингтон, округ Колумбия: Оптическое общество Америки. ISBN  978-1-55752-461-4 . OCLC   472932250 .
• Макинтайр Д. (2002). Цветовая слепота: причины и последствия . Честер: Издательство Далтон. ISBN  978-0-9541886-0-3 . OCLC   49204679 .
• Рубин М.Л., Кассин Б., Соломон С. (1984). Словарь глазной терминологии . Гейнсвилл, Флорида: Паб Triad. компании ISBN  978-0-937404-07-2 . OCLC   10375427 .
• Шевелл С.К. (2003). Наука о цвете . Амстердам: Эльзевир. ISBN  978-0-444-51251-2 . OCLC   52271315 .
• Гильберт Д., Бирн А. (1997). Чтения по цвету . Кембридж, Массачусетс: MIT Press. ISBN  978-0-262-52231-1 . OCLC   35762680 .
• Стайлз В.С., Вышекки Г. (2000). Цветоведение: понятия и методы, количественные данные и формулы . Чичестер: Джон Уайли и сыновья. ISBN  978-0-471-39918-6 . OCLC   799532137 .
• Кухенбекер Дж., Брошманн Д. (2014). Планшеты для проверки цветового зрения . Нью-Йорк: Тиме. ISBN  978-3-13-175481-3 .
• Далтон Дж (1798). «Необычайные факты, касающиеся видения цветов: с наблюдениями». Мемуары Литературно-философского общества Манчестера . 5 : 28–45. OCLC   9879327 .

Внешние ссылки

• Цветовая слепота у Керли
• «Глоссарий науки о цвете». Архивировано 4 октября 2015 г. в Wayback Machine.