モノクローム(モノを意味し、モノクロを意味する)は、生物または機械の中で、電磁スペクトルの単一の周波数のみを識別する能力である。 物理的意味では、電磁放射源は純粋に単色ではないが、ピークの周りに形成された周波数のガウス分布として考えることができる。 同じように、生物または機械の視覚系はモノクロームではありませんが、光の強度に応じてピーク周りの連続した周波数のセットを区別します。 モノクロームを持つ生物はモノクロームと呼ばれます。

すべての海洋哺乳類、フクロウのサル、オーストラリアのライオン(右図)などの多くの種は、通常の状態ではモノクロームです。 ヒトにおいて、色弁別の欠如または色の差別の欠如は、例えば遺伝性色素沈着症(OMIM 216900 262300 139340 613093)、後天性色素沈着症または遺伝性青色コーンモノクローム症候群(OMIM 303700)のような重篤な遺伝性または後天性疾患のいくつかの症状の1つである。

人間
人間の視覚は、ロッドとコーンの光受容体で始まり、網膜神経節細胞を通過して脳視覚野に到達するシステムに起因する。 色覚は、連続した周波数帯、網膜神経節細胞および視覚野を区別することができる錐体細胞によって達成される。 非常に豊富なロッド(約1億2千万)は、人間の網膜の周辺にあります。 ロッドは微弱なレベルの光にしか反応せず、非常に光に敏感であるため、明るい光がそれらを漂白するので、昼間は全く役に立たない。 ほとんどの場合、目の中心窩に近く、薄暗い場所では活動的ではなく、明るい場所ではより有効で、色覚には欠かせません。 通常の人間の目には、短波長、中波長、長波長の3種類のコーンがあり、青、緑、赤と呼ばれることもあります。 それぞれが異なる波長範囲を検出する。 ロッドはヒトの網膜で約20対1のコーンを上回りますが、コーンは脳の入力の約90%を提供します。 円錐は棒よりも速く反応し、異なる色の感度を持つ3種類の顔料を持っています。棒は1つしかないので無色(無色)です。 人間の目にはロッドとコーンが分布しているため、人々は中心窩(コーンがある)付近では良好な色覚を持っていますが、周辺部(ロッドがあるところ)では見えません。

これらのタイプの色盲は、コーン・ピグメントまたは光分解のプロセスに必要な他のタンパク質の変化の結果として継承することができる:

3つのコーンピグメントのうちの1つがその分光感度において変化するが、三色性(緑 – 赤と青 – 黄の区別の両方によって色を区別する)が完全に損なわれない異常な三色性(trromromacy)。
彩色顔料の1つが欠落しており、色が緑 – 赤の区別のみまたは青 – 黄の区別のみに減じられた場合の、二色性。
2つの円錐が機能しない場合のモノクローム。
3つの円錐のすべてが非機能的であり、軽い知覚がロッドセルのみで達成されるモノクローム。 色の視覚は黒と灰色の色合いと白に縮小されます。
モノクロームは、ヒトの網膜において、ある種の光受容体のみが特定の照明レベルで機能するときに生じる疾患の症状の1つである。 モノクロームは、後天性発色症、遺伝性常染色体劣性色素沈着症および劣性X連鎖青色コーンモノクローム症などの後天性または遺伝性疾患の症状の1つである

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モノクロームには2つの基本的なタイプがあります。 「モノクローム視覚を持つ動物は、ロッドモノクロームまたはコーンモノクロームのいずれかです。これらのモノクロームは、単一の分光感度曲線を持つ受光体を含んでいます。

先天性完全色素失調症または全色盲とも呼ばれるロッドモノクローム(RM)は、常染色体劣性遺伝性網膜障害の稀で非常に重篤な形態であり、重篤な視覚障害をもたらす。 RMを服用している人は、視力が低下しています(通常、約0.1または20/200)、色盲、光嫌悪、眼振があります。 眼振および光嫌悪は、通常、生後数ヶ月間存在し、この疾患の有病率は、世界中で1万3,000人と推定される。 さらに、RMを有する患者はコーン機能および正常なロッド機能を有していないので、ロッドモノクロームは色を見ることができず、グレーの色合いのみを見ることができる。 また、Pingelap#Color-blindnessを参照してください。
コーンモノクローム(CM)は、ロッドとコーンの両方を有する条件であるが、機能するタイプのコーンのみを有する。 コーンモノクロームは、通常の昼光レベルで良好なパターンビジョンを有することができるが、色相を区別することはできない。
3つのタイプのコーンを有するヒトでは、短波長(Sまたは青)の波長感受性、中(Mまたは緑)波長感受性および長波(Lまたは赤色)の波長感受性コーンは、3つの異なるコーンモノクローム形態を有する。単一の機能するコーンクラス:

Sコーンモノクロームとも呼ばれるブルーコーンモノクローム(BCM)は、X連鎖コーン病である。 これは、まれな先天性静止円錐機能不全症候群であり、10万人に1人未満で発症し、L-およびM-コーン機能がないことを特徴とする。 BCMは、単一の赤色または赤色 – 緑色ハイブリッドオプシン遺伝子における突然変異、赤色および緑色オプシン遺伝子における突然変異、またはX染色体上の隣接するLCR(遺伝子座制御領域)内の欠失から生じる。
緑色コーンモノクローム(GCM)は、Mコーンモノクロームとも呼ばれ、青色と赤色のコーンが中心窩に存在しない状態です。 この種のモノクロームの蔓延は、100万分の1(1,000,000)未満です。
赤色コーンモノクローム(RCM)は、Lコーンモノクロームとも呼ばれ、青色と緑色の円錐が中心窩にない状態です。 GCMと同様に、RCMは100万人(1,000,000人)未満の人々にも存在します。 動物研究の研究では、夜間オオカミとフェレットはL-コーン受容体の密度が低いことが示されている。
コーンモノクローム、タイプIIは、その存在が確立されていれば、網膜にロッドがなく、単一のタイプのコーンのみを含む場合である。 そのような動物は、より低いレベルの照明では全く見ることができず、もちろん色相を区別することができないであろう。 実際には、少なくとも種の正常状態として、そのような網膜の例を作ることは困難である。
モノクロームの動物
霊長類以外のほとんどの哺乳動物はモノクロームであると自信をもって主張していました。 しかし、半世紀後、多くの哺乳類の秩序において、少なくとも二色性の色覚の証拠が蓄積された。 典型的な哺乳類はS、L錐体の二色性物質であるが、海哺乳類のうちの2つの魚類(シール、ウミウシ、および海洋生物を含む)およびクジラ(イルカおよびクジラを含む)は明らかにコーンモノクロームである。短波長感受性コーンシステムは、これらの動物で遺伝的に無効にされています。[疑わしい議論]フクロウザル、Aotus属についても同様です。

研究者のLeo Peichl、Guenther Behrmann、およびRonald HH Kroegerは、調査された多くの動物種のうち、コーン・モノクロームの3つの肉食動物、アライグマ、カニの食べるアライグマ、キンカホウがあると報告しています。 -円錐。 これらの研究者はまた、動物の生活環境も動物の視力において重要な役割を果たすことを報告している。 彼らは、水深の例と、人が降り続けるにつれて目に見える太陽光の量を少なくしています。 「水の種類によって、最も深く浸透する波長は短く(青色の海水)、長い(濁った、茶色がかった海岸や河口水)」と説明されています。したがって、動物はそれらのS-コーンオプシンを失った。

モノクローム機能
ワシントン大学の有名なカラービジョン研究者であるJay Neitzによれば、三色刷りの網膜の3つの標準的な色検出コーンのそれぞれは、約100階調の色を拾うことができます。 脳は、これらの3つの値の組み合わせを処理して平均的な人間が約100万色を識別できるようにすることができます。 したがって、モノクロームは約100色を区別することができます。

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