色盲

色盲,也称为色觉缺陷,是看到颜色或颜色差异的能力下降。 色盲可能会使一些教育活动变得困难。 例如,购买水果,采摘衣服和阅读交通灯可能更具挑战性。 但是,问题通常很小,大多数人都适应。 然而,全色盲的人在明亮的环境中也可能视敏度下降并且不舒服。

色盲的最常见原因是眼睛中三组色觉感受锥中的一个或多个的发展中的遗传缺陷。 由于负责最常见的色盲的基因位于X染色体上,所以男性比女性更可能是色盲。 由于女性有两条X染色体,一条缺陷通常由另一条补偿,而雄性只有一条X染色体。 色盲也可能由眼睛,视神经或大脑部位的物理或化学损伤引起。 诊断通常采用石原色测试; 但是也存在许多其他测试方法。

色盲无法治愈。 诊断可以允许一个人的老师改变他们的教学方法以适应降低的识别颜色的能力。 在明亮的条件下,特殊镜片可以帮助患有红绿色盲的人士。 还有一些移动应用可以帮助人们识别颜色。

红绿色盲是最常见的形式,其次是蓝黄色盲和全色盲。 红绿色盲会影响男性的8%和北欧血统的女性的0.5%。 老年人看到颜色的能力也下降。 色盲可能会导致某些国家某些职位的人无资格参加。 这可能包括飞行员,火车司机和武装部队。 然而,色盲对艺术能力的影响是有争议的。 画的能力似乎没有改变,一些着名的艺术家被认为是色盲。

体征和症状
在几乎所有情况下,色盲人群都保持蓝黄色的辨别力,而大多数色盲个体是异常三色分子,而不是完全二色分子。 实际上,这意味着它们通常在色空间的红 – 绿轴上保留有限的区分度,尽管它们在这个维度上分离颜色的能力降低了。 色盲很少涉及完全单色。

Dichromats往往混淆红色和绿色的物品。 例如,他们可能会发现很难从没有其他线索(例如形状或位置)的Granny Smith或红绿的红绿灯中区分出Braeburn苹果。 Dichromats倾向于学习使用纹理和形状线索,因此可能能够穿透伪装,该伪装被设计用来欺骗具有正常色觉的个体。

由于红/琥珀色交通信号灯和钠路灯之间的明显差异不明显,交通信号灯的颜色会让一些dichromats感到困惑; 此外,绿色可能会与肮脏的白色灯泡混淆。 对于不能使用角线索的高速起伏道路来说,这是一种风险。 英国铁路彩色灯泡信号使用更容易识别的颜色:红色是血红色,琥珀色是黄色,绿色是蓝色。 大多数英国公路交通信号灯垂直安装在带有白色边框的黑色矩形上(形成一个“瞄准板”),因此二色光更容易在矩形顶部,中部或底部查找光线位置。 在东部的省份 加拿大 水平安装的交通灯通常根据形状进行区分以便于识别色盲患者。 在美国,这不是通过形状而是通过位置来完成的,因为如果光是水平的,红色的光总是在左边,如果光是垂直的,红色的光总是在左边。 然而,一个单独的闪光灯(例如红色停止,黄色谨慎)仍然存在问题。

原因
色觉缺陷可以分类为后天或遗传。

获得性:疾病,药物(如Plaquenil)和化学物质可能导致色盲。

继承:有三种类型的遗传或先天性色觉缺陷:单色性,二色性和异常三色性。

单色性也称为“完全色盲”,是缺乏区分色彩的能力(因此人们将所有事物视为在黑白电视机上观看); 由锥体缺陷或缺席引起。 当两种或全部三种色素颜料缺失并且颜色和亮度视力降低到一维时就会出现单色性。
杆单色性(色盲)是一种非常罕见的,无法区分任何颜色的视网膜视锥细胞缺失或无功能导致的。 它与光敏感(畏光),不随意的眼球振荡(眼球震颤)和视力不佳有关。
锥体单色性是罕见的完全色盲,伴有相对正常的视力,视网膜电图和眼电图。 圆锥单色性也可能是由于具有多于一种类型的双色盲。 例如,患有远视和远视的人被认为具有视锥单色性。 由于视锥单色性是视网膜环境中多于一个视锥的缺乏/损伤,因此具有两种类型的双色视差将是等效的。

二色性是一种中等严重的颜色视觉缺陷,其中三种基本颜色机制之一不存在或不起作用。 它是遗传性的,对于远视眼或畸形眼畸形,与性有关,主要影响男性。 当其中一个锥体颜料缺失并且颜色减少到二维时,发生双色现象。 根据“第一”(希腊语:prot-,指红色感光体),“第二”(deuter-,绿色)或“第三”(trit-,蓝色)感光体是否受到影响来标记二色性条件。
远视是一种由完全缺乏红色视网膜感光器引起的严重类型的色觉缺陷。 Protans在区分蓝色和绿色以及红色和绿色之间存在困难。 这是一种二色染色,其中受试者只能感知400至650nm的光波长,而不是通常的700nm。 纯红色不能被看见,而是显现黑色; 紫色与蓝色无法区分; 更多呈橙色的红色可能表现为非常暗淡的黄色,而刺激蓝色受体的所有橙黄色 – 绿色色调的波长过长,表现为类似的黄色。 它是遗传性的,与性有关,并存在于1%的男性中。
Deuteranopia是绿色光感受器不存在的一种色觉缺陷。 它以与远视眼相同的方式影响色相歧视,但没有调光效果。 像普通人一样,它是遗传性的,与性有关,并且在约1%的男性人群中发现。
Tritanopia是一种非常罕见的颜色视觉障碍,其中仅存在两种锥体色素并且完全没有蓝色视网膜受体。 蓝色呈绿色,黄色和橙色呈粉红色,紫色呈深红色。 它与第7号染色体有关。与普通性近视和畸胎性不同,三色盲和tritanomaly不是性连锁性状,可以获得而不是继承,在某些情况下可以逆转。

异常三色性是遗传性色觉缺陷的常见类型,当三种色素之一在其光谱灵敏度中发生改变时发生。
Protanomaly是一种温和的色觉缺陷,其中红色视网膜受体的光谱敏感性改变(更接近绿色受体反应)导致差的红绿色色调鉴别。 它是遗传性的,与性有关,并存在于1%的男性中。 与远视的不同之处在于,在这种情况下,左锥体存在但是出现故障,而在较早的时候,左锥体完全缺失。
由绿色视网膜受体的类似变化引起的视黄体酮是迄今为止最常见的色觉缺陷类型,轻微影响5%欧洲男性的红绿色调。 它是遗传性和性相关的。 与deuteranopia的区别在于,在这种情况下,绿色敏感圆锥不会丢失,但会发生故障。
Tritanomaly是罕见的遗传性色觉缺陷,影响蓝绿色和黄色 – 红色/粉红色的色调歧视。 它与染色体“7”有关。 不同之处在于S锥发生故障但不失踪。

遗传学
色盲通常是遗传的。 它通常从X染色体上的突变遗传而来,但人类基因组的图谱显示存在许多致病突变 – 能够引起色盲的突变起源于至少19种不同的染色体和56种不同的基因(如在线显示在线孟德尔人继承(OMIM))。 两种最常见的色盲继承形式是protanomaly(更罕见的是,远视眼 – 两者通常被称为“protans”)和deuteranomaly(或更少见,deuteranopia-两者合在一起通常被称为“deutans” )。 “protan”和“deutans”(其中deutans是迄今为止最常见的)都被称为“红绿色盲”,其存在于约8%的人类男性和0.6%的北欧血统的女性中。

一些已知导致色盲的遗传性疾病是:

锥体营养不良
锥杆营养不良
色盲(又称棒状单色素,静止性锥体营养不良或锥体功能障碍综合征)
蓝色圆锥单色(又名蓝色圆锥单色或X-连锁色盲)
莱伯先天性黑蒙症
色素性视网膜炎(最初影响视杆细胞,但后来可能进展为视锥细胞,因此色盲)。
继承色盲可以是先天性的(从出生),也可以在儿童期或成年期开始。 取决于突变,它可以是固定的,即在一个人的一生中保持不变,或者是渐进的。 由于进行性表型涉及视网膜和眼睛其他部位的恶化,某些形式的色盲可能会导致合法失明,即6/60(20/200)或更差的视力,并且通常使完全失明的人。

色盲总是与视网膜中的锥形光感受器有关,因为锥形能够检测光的色频。

大约8%的男性和0.6%的女性以某种方式是红绿色盲,无论是一种颜色,一种颜色组合还是另一种突变。 男性继承X连锁突变的风险更大的原因是男性只有一个X染色体(XY,Y染色体携带与X染色体完全不同的基因),女性有两个(XX); 如果一个女性除了携带突变的X染色体之外还继承了正常的X染色体,她将不会显示该突变。 男性没有第二个X染色体来覆盖携带突变的染色体。 如果给定基因的8%变体有缺陷,则一个拷贝有缺陷的概率为8%,但两个拷贝都有缺陷的概率为0.08×0.08 = 0.0064,或仅为0.64%。

类型
根据临床表现,色盲可以被描述为全部或部分。 总体色盲比部分色盲少得多。 色盲有两种主要类型:难以区分红色和绿色的人,以及难以区分蓝色和黄色的人。

免疫荧光成像是确定红绿色编码的一种方法。 传统颜色编码对于具有红绿色盲(红眼或红眼畸形)的个体难以区分。 用洋红色或绿色代替红色可以提高这些人的视野。

不同种类的遗传色盲是由于一个或多个不同锥体系统的部分或完全丧失功能而导致的。 当一个锥体系统受到损害时,会出现双色现象。 人类色盲的最常见形式是由中波长或长波长敏感的锥体系统的问题引起的,并且涉及难以区分彼此的红色,黄色和绿色。 他们统称为“红绿色盲”,尽管这个术语过于简单化,有些误导。 其他形式的色盲更为罕见。 它们包括从蓝色和粉红色中区分蓝色和黄色的问题,以及在黑白电影或照片中无法区分任何颜色和灰色的所有完全色盲或单色的最罕见形式。

Protanopes,deuteranopes和tritanopes是二色的; 也就是说,它们可以匹配任何他们所看到的颜色与仅有两种原色的混合物(而通常人类是三色的并需要三种原色)。 这些人通常知道他们有色觉问题,并且每天都会影响他们的生活。 百分之二的男性人群显示出区分红色,橙色,黄色和绿色的严重困难。 与普通观众看起来非常不同的某对颜色看起来对于这种二色镜是相同的颜色(或相同颜色的不同色调)。 “远视眼”,“畸形眼畸形”和“三色眼”这两个术语来自希腊语,字面意思是“分别无法看到(近视)与第一(prot-),second(deuter-)或third(trit-)[cone]”。

异常三色性是颜色不足最不严重的类型。 具有protanomaly,deuteranomaly或tritanomaly的人是三色的,但他们的颜色匹配与正常不同。 他们被称为异常三色。 为了匹配给定的光谱黄光,红色/绿色混合物中的原始观察者比正常观察者需要更多的红光,并且正常观察者需要更多绿光。 然而,从实际的角度来看,许多protanomalous和deuteranomalous人很难执行需要正常色觉的任务。 有些人可能甚至不知道他们的色彩感觉与正常情况有任何不同。

Protanomaly和deuteranomaly可以使用一种称为anomaloscope的仪器进行诊断,该仪器以不同比例混合光谱红光和绿光,以便与固定光谱黄光进行比较。 如果这是在众多男性观众面前进行的,由于红色比例从低值增加,首先一小部分观众将宣布一场比赛,而大多数观众会看到混合光线呈绿色; 这些是特卫强的观察员。 接下来,随着更多的红色添加,大多数人会说已经实现了比赛。 最后,还有更多的红色被添加,其余的原始观察者将在正常观察者看到混合光线明显偏红的点上宣布匹配。

红绿色盲
远视眼,畸形眼畸形,畸形畸形和畸胎畸形是红绿色盲的常见遗传形式,其影响大部分人类群体。 受影响者由于红色或绿色视网膜感光细胞的缺失或突变而难以区分红色和绿色色调。 它与性相关:遗传性红 – 绿色盲对男性的影响比女性多得多,因为红色和绿色受体的基因位于X染色体上,其中男性只有一个,而女性有两个。 女性(46岁,XX岁)只有在他们的X染色体缺陷且类似缺陷的情况下才是红绿色盲,而如果他们的单个X染色体缺陷,则男性(46,XY)是色盲。

红绿色盲的基因从色盲男性传递给所有他是杂合子携带者的女儿,并且通常不受影响。 反过来,携带者女性有50%的机会将突变的X染色体区域传递给她的每个男性后代。 受影响的男性的儿子不会继承他的特征,因为他们接受他的Y染色体而不是他的(有缺陷的)X染色体。 如果受影响的男性患有携带者或色盲女孩,他们的女儿可能通过遗传来自每位父母的受影响的X染色体而染上色盲。

由于一个X染色体在女性发育过程中随机在每个细胞中失活,因此它们将具有正常的长波(红色)受体,正常的中波(绿色)受体,视网膜中的异常中波(deuteranomalous)受体和正常常染色体短波(蓝色)受体。 这同样适用于protanomaly的携带者(他们的视网膜中有两种短波受体,正常的中波受体和正常的常染色体短波受体)。 偶然的情况下,如果一个女性对于protanomaly和deuteranomaly是杂合的,她可能是五色的。 例如,如果她从携带protanomaly的母亲和来自deuteranomalous父亲的另一个X染色体遗传了X染色体异常长波基因(但是正常中波基因),则会出现这种情况。 这样的女性会有一个正常和异常的长波受体,一个正常和异常的中波受体,以及一个正常的常染色体短波受体 – 5种不同类型的受体。 携带无论是protanomaly或deuteranomaly妇女的程度显然是四色的,并需要混合四个光谱灯来匹配任意光是非常可变的。 在许多情况下,它几乎是不明显的,但在少数情况下,四色性非常明显。 然而,詹姆森等人。 已经表明,通过适当且足够敏感的设备,所有红绿色盲的女性携带者(即杂合子蛋白质或杂合子蛋白质)是或多或少程度上的四色素。

由于Deuteranomaly是欧洲西北部血统的男性中最常见的红绿色失明形式(发病率为8%),因​​此该遗传原种女性中的载体频率(和潜在的畸胎性四色性)为14.7% (= [92%×8%]×2)。

蓝黄色失明
那些患有tritanopia和tritanomaly的人很难区分蓝色和绿色的色调,以及淡黄和微红的色调。

涉及使短波长敏感的锥体系统(其吸收光谱在蓝紫色中达到峰值)失活的色盲称为tritanopia或松散的蓝黄色盲。 Tritanope的中性点出现在淡黄色的570纳米附近; 绿色被认为是较短的波长而红色则是较长的波长。 短波长敏感的锥体的突变称为tritanomaly。 Tritanopia在男性和女性之间平均分配。 Jeremy H. Nathans(与霍华德休斯医学研究所一起)证明,编码蓝色受体的基因位于7号染色体上,男性和女性平分享。 因此,它没有与性有关。 这个基因没有任何邻居的DNA序列相似。 蓝色色盲是由该基因中的简单突变引起的。

全色盲
全色盲定义为无法看到颜色。 尽管该术语可能指的是获得性障碍,例如也称为颜色失认症的脑色盲,但它通常指先天性色觉障碍(即更常见的是棒单色性和不常见的锥单色性)。

在大脑色盲中,即使眼睛能够区分它们,人们也无法感知颜色。 有些消息来源认为这些并不是真正的色盲,因为失败是认知的,而不是视觉。 他们是视觉失认症的形式。

单色性是仅有一个传递颜色信息的渠道。 单色器完全无法区分任何颜色,只能感知亮度的变化。 它有两种主要形式:

机制
典型的人视网膜包含两种光细胞:棒状细胞(在低光下有效)和锥状细胞(在正常日光下有效)。 通常情况下,有三种锥形细胞,每种都含有不同的色素,当颜料吸收光线时会激活这些色素。 锥体的光谱灵敏度不同; 其中一个对可见光谱内的短波长,一个到中等波长和第三到中等到长波长最敏感,分别对应于光谱的蓝色,绿色和黄绿色区域的峰值灵敏度。 三个系统的吸收光谱重叠,并结合覆盖可见光谱。 这些受体被称为短(S),中(M)和长(L)波长锥,但通常也称为蓝色,绿色和红色锥,尽管这个术语是不准确的。

受体各自对广泛的波长响应。 例如,长波长的“红色”受体在黄绿色方面具有其峰值灵敏度,在可见光谱的红端(最长波长)方面有一些变化。 正常色觉的灵敏度实际上取决于三个系统的吸收范围之间的重叠:当不同类型的锥体受到不同程度的刺激时识别不同的颜色。 例如,红光比其他任何一个刺激长波长锥更多,而减少波长会导致另外两个锥体系受到越来越多的刺激,导致色调逐渐变化。

许多与色觉相关的基因位于X染色体上,使得男性中的色盲比女性更常见,因为男性只有一条X染色体,而女性有两条。 因为这是一种X连锁性状,估计有2-3%的女性有第四色锥体,可以认为是四色的。 据报道,一名这样的女性是真正的或功能性的四色,因为她可以区分大多数其他人无法做到的颜色。

诊断
石原色测试由一系列彩色斑点组成,是最常用于诊断红绿色缺陷的测试。 一张图(通常是一个或多个阿拉伯数字)作为一些颜色稍微不同的点嵌入图片中,并且可以用正常的颜色视觉来看,但不会出现特定的颜色缺陷。 全套测试具有多种图形/背景颜色组合,并能够诊断出现特定的视觉缺陷。 上面描述的异常检查镜也用于诊断异常三色畸形。

将您自己的显示器放在离显示器75cm处,以便您所看到的色彩测试图像处于视线水平,阅读图像说明并查看您可以看到的内容! 在所有情况下都不需要使用整套图像。 在大规模的考试中,考试可以简化为六个考试; 测试,测试2或3中的一个,测试4,5,6或7中的一个,测试8或9中的一个,测试10,11,12或13中的一个以及测试14或15中的一个。[需要引用]

由于石原色彩测试仅包含数字,因此可能无法诊断尚未学会使用数字的幼儿。 为了在生活早期识别这些问题,仅使用符号(方形,圆形,汽车)开发了替代颜色视觉测试。

除了石原色彩测试外,美国海军和美国陆军还允许通过法恩斯沃思灯光测试进行测试。 该测试允许30%的缺乏不太严重的缺色个体通过。

临床医生用于测量色差的另一个测试是Farnsworth-Munsell 100色相测试。 要求患者安排一组彩色帽或芯片以形成两个锚帽之间颜色的逐渐过渡。

HRR颜色测试(由Hardy,Rand和Rittler开发)是一种红绿色测试,与Ishihara不同,该测试还具有用于检测tritan缺陷的板。

大多数临床试验旨在快速,简单,有效地识别大范围的色盲。 另一方面,在色盲的学术研究中,更有兴趣开发灵活的测试来收集完整的数据集,确定copunctal点,并测量明显的差异。

管理
通常没有治疗颜色缺陷的方法。 “ 美国眼科协会报告说,一只眼睛上的隐形眼镜可以增加区分不同颜色的能力,但没有任何东西可以让你真正看到缺陷颜色。 “

镜头
验光师可以提供有色眼镜镜片或单一的红色隐形眼镜戴在非主导眼上,但虽然这可能会改善某些颜色的辨别力,但它可能会使其他颜色更难以区分。 1981年对各种用于评估X-chrom隐形眼镜效果的研究综述得出结论,尽管镜片可能使佩戴者在某些色觉测试中获得更好的分数,但它并没有矫正自然环境中的色觉。 报告使用X-Chrom镜头进行棒状单色的病史,并且X-Chrom手册在线。

过滤某些波长的光线的透镜可以允许具有锥形异常但不是双色的人看到更好的色彩分离,特别是那些具有经典“红/绿”色盲的人。 他们的工作是通过在严重或极端的人身上切出强烈刺激红色和绿色锥体的波长,改善两个锥体信号之间的区别。 截至2013年,可以在市场上买到色差波长的太阳镜。

应用
iPhone和iPad的许多应用程序已经开发出来,以帮助人们更好地查看颜色。 许多应用程序启动了色盲视觉模拟,让正常观看的人了解色盲如何看待世界。 其他人可以使用特殊的“daltonizer”算法修正从摄像头抓取的图像。

流行病学
色盲影响到大量个体,其中最常见的类型是远视和畸形盲。 在北欧血统的个体中,多达8%的男性和0.4%的女性患有先天性色素缺乏症。

受影响的人数因组而异。 具有受限基因库的孤立社区有时会产生高比例的色盲,包括较不常见的类型。 例子包括农村 芬兰 , 匈牙利 ,还有一些苏格兰的岛屿。 在美国,大约7%的男性人口(约1050万人)和0.4%的女性人口无法区分红色和绿色,或者红色和绿色与其他人的区别不同(Howard Hughes Medical Institute,2006 )。 超过95%的人类色觉变异涉及男性眼睛中的红色和绿色受体。 男性或女性对光谱的蓝色端“盲”是非常罕见的。