مروری بر مکانیسم عصبی دید رنگ

نوع مقاله: مقاله مروری

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای تخصصی اپتومتری، گروه آموزشی اپتومتری، دانشکده علوم پیراپزشکی، دانشگاه علوم پزشکی مشهد، مشهد، ایران - مرکز تحقیقات عیوب انکساری چشم، دانشکده علوم پیراپزشکی، دانشگاه علوم پزشکی مشهد، مشهد، ایران

2 مرکز تحقیقات عیوب انکساری چشم، دانشکده علوم پیراپزشکی، دانشگاه علوم پزشکی مشهد، مشهد، ایران - استاد گروه اپتومتری، دانشکده علوم پیراپزشکی، دانشگاه علوم پزشکی مشهد، مشهد، ایران

چکیده

دید رنگ از عملکرد‌های مهم سیستم بینایی می‌باشد که در جمع‌آوری اطلاعات بینایی، درک بینائی، فرآیند تجزیه و تحلیل اطلاعات بینایی و ارتباط اطلاعات بینایی با سایر اطلاعات مغز و حسهای دیگر نقش اساسی دارد. در مطالعات دید رنگ، یکی از ابعاد مهم دید رنگ، مکانیسم دید رنگ با توجه به یافته‌های سایکوفیزیکال می‌باشد. به طور کلی در مکانیسم دید رنگ، شبکیه و سیستم عصبی مرکزی به کمک همدیگر و با مکانیسم‌های جداگانه و موازی نقش ایفا می‌نمایند. برای درک این مکانیسم بایستی با نوروآناتومی و نوروفیزیولوژی سلولهای مخروطی و سایر سلولهای شبکیه، مسیر انتقال اطلاعات مربوط به رنگ در مسیر بینایی، نواحی مختلف کورتکس بینایی، نواحی بینائی رده بالا و مکانیسم های مربوط به تبدیل تحریک به درک آشنا باشیم. مهمترین مکانیسم دخیل در دید رنگ تضاد رنگ در سیستم بینایی می‌باشد. علاوه بر این، نوع نورون‌ها همراه با ارتباطات آنها با همدیگر و همچنین تأثیر سایر عوامل دخیل در دید رنگ مانند کنتراست، لومینانس، درخشندگی، رنگ مرز منطقه رنگی و رنگ محیط منطقه رنگی، ثبات رنگ ناحیه رنگی و خیلی فاکتورهای دیگر در درک دید رنگ دخالت دارند. در این مقاله مروری نظام‌مند، مقالات داوری شده منتشر در PubMed بین سالهای 1970 تا 2015 مورد ارزیابی و نقد قرار گرفته، شواهد علمی معتبر با توجه به معیارهای ورود و خروج، جمع‌آوری، بررسی، خلاصه، بحث و نتیجه گیری شدند. هدف از این مطالعه، مروری بر ساختمان و عملکرد سیستم بینائی در مکانیسم دید رنگ می باشد. 

کلیدواژه‌ها

موضوعات



1.Jacobs GH. The Discovery of Spectral Opponency in Visual Systems and its Impact on Understanding the Neurobiology of Color Vision J Hist Neurosci. 2014; 23(3): 287-314.

2. Sakmar T P. Visual Perception: Color Vision. In: Adler’s Physiology of the eye: Clinical Application. 10th edition. Mosby St. Louis, Missouri; 2003: 578-585.

3. Guyton C., Hall John E. The Eye: Receptor and Neural Function of the Retina. In: Textbook of Medical Physiology. 11th edition. Elsevier. Philadelphia, Pennsylvania; 2006: 626-637.

4. Debarshi Mustafi, Andreas H. Engel, Krzysztof Palczewski. Structure of Cone Photoreceptors.  Prog Retin Eye Res 2009; 28(4): 289-302.

5. Gouras P.  Color opponency from fovea to striate cortex. Investigative Ophthalmology 1972; 427-432.

6. Lee B B. Paths to colour in the retina. Clinical and Experimental Optometry 2004; 87: 4-5: 239-248.

7. Lennie P. The physiology of color vision. In: The Science of Color. Shevell S. New York: Elsevier; 2003: 217-246.

8. Dacey DM, Crook JD, Packer OS. Distinct synaptic mechanisms create parallel S-ON and S-OFF color opponent pathways in the primate retina. Vis Neurosci 2014; 31(2): 139-51.

9. Dacey DM, Packer OS. Colour coding in the primate retina: diverse cell types and cone-specific circuitry. Curr Opin Neurobiol 2003; 13(4): 421-7.

10. Shapley R, Hawken M. Neural mechanisms for color perception in the primary visual cortex. Curr Opin Neurobiol 2002; 12:426–432.

11. Dacey DM.Primate retina: cell types, circuits and color opponency. Prog Retin Eye Res 1999; 18(6): 737-63.

12. Christian J. Kellner, Thomas Wachtler. A distributed code for color in natural scenes derived from center-surround filtered cone signals. Front Psychol 2013; 4: 661. 

13. Conway BR. Color vision, cones, and color-coding in the cortex. Neuroscientist 2009; 15(3): 274-90.

14. Livingstone MS, Hubel DH: Anatomy and physiology of a color system in the primate visual cortex. J Neurosci 1984; 4: 309-356.

15. Michael CR: Laminar segregation of color cells in the monkey’s striate cortex. Vision Res 1985; 2: 415-423.

16. Thorell LG, De Valois RL, and Albrecht DG: Spatial mapping of monkey V1 cells with pure color and luminance stimuli. Vision Res 1984; 24: 751-769.  

17. Maunsell JH, Newsome WT. Visual processing in monkey extrastriate cortex. Annu Rev Neurosci 1987; 10: 363-401.

18. Heywood CA, Cowey A. On the role of cortical area V4 in the discrimination of hue and pattern in macaque monkeys. J Neurosci 1987; 7(9): 2601-17.

19. Komatsu H, Ideura Y, Kaji S, Yamane S. Color selectivity of neurons in the inferior temporal cortex of the awake macaque monkey. J Neurosci 1992; 12(2): 408-24.

20. Hanazawa A, Komatsu H, Murakami I. Neural selectivity for hue and saturation of color in the primary visual cortex of the monkey. Eur J Neurosci. 2000; 12(5): 1753-63.

21.Courtney SM, Finkel LH, Buchsbaum G. Network simulations of retinal and cortical contributions to color constancy. Vision Research 1995; 35(3): 413-34.

22. Xiao Y, Wang Y. Felleman D J. A spatially organized representation of colour in macaque cortical area V2. Nature 2003; 421: 535-539.

23. Conway B R. Colour Vision: A Clue to Hue in V2.  Current Biology 2003; 15(13): 308-310.

24. Von der Heydt R, Friedman H S. Zhou H. Searching for the Neural Mechanism of Color Filling-In. In: Filling-in: From Perceptual Completion to Cortical Reorganization. Pessoa L. De Weerd P. 2003. Oxford: Oxford University Press.106-127.

25.Huang X, Paradiso MA.  V1 response timing and surface filling-in. Journal of Neurophysiology 2008; 100(1): 539-47.

26. Komatsu H. The neural mechanisms of perceptual filling-in Nature Reviews. Neuroscience 2006; 7(3): 220-31.

27. Zeki S, Marini L. Three cortical stages of color processing in the human brain. Brain 1998; 121(Pt 9): 1669-85.

28. Wagner HJ1, Kröger RH. Adaptive plasticity during the development of colour vision. Prog Retin Eye Res 2005; 24(4): 521-36.

29. Hansen T, Pracejus L, Gegenfurtner KR. Color perception in the intermediate periphery of the visual field. J Vis 2009; 9(4):26.1-12.

30.Webster MA, Mollon JD. The influence of contrast adaptation on color appearance. Vision Res. 1994; 34(15): 1993-2020.

31.Rucker FJ. The role of luminance and chromatic cues in emmetropisation. Ophthalmic Physiol Opt 2013; 33(3): 196-214.

32.Wagner HJ, Kröger RH. Adaptive plasticity during the development of colour vision. Prog Retin Eye Res 2005; 24(4):521-36

33. Simmons DR, Kingdom FA. Interactions between chromatic- and luminance-contrast-sensitive stereopsis mechanisms. Vision Res 2002; 42(12): 1535-45.

34. Simmons DR, Kingdom FA. On the independence of chromatic and achromatic stereopsis mechanisms. Vision Res 1997; 37(10): 1271-80.

35. Simmons DR, Kingdom FA. Differences between stereopsis with isoluminant and isochromatic stimuli. J Opt Soc Am A Opt Image Sci Vis 1995; 12(10): 2094-104.

36. Kingdom FA, Simmons DR. Stereoacuity and colour contrast. Vision Res 1996; 36(9): 1311-9.