Helfen diese Gläser die farbenblind? Wir EnChroma auf die Probe gestellt

Eine Firma namens EnChroma hat ein paar Gläser gebaut, das behauptet, Farbe Vision für die Farbenblinde wiederherzustellen. Wie vorauszusehen war, ist das Internet mit Aufregung ausgebrochen. Aber es ist nicht die erste Instanz, in der ein Stück Technik diese kühne Behauptung gemacht hat, und die Wissenschaft hinter der Farbwahrnehmung ist nicht einfach. Wir beschlossen, es sei Zeit, herauszufinden, was wirklich vor sich geht.

Für einige farbenblinde Menschen ist anziehen EnChroma Linsen geradezu Leben verändert. Für andere ist die Erfahrung glanzlos. Um zu verstehen warum werfen wir einen tiefen Einblick in die Wissenschaft der Farbwahrnehmung, einige der verschiedenen Formen der Farbenblindheit, und was diese Gläser tatsächlich tun.

Wie Farbe Vision arbeiten?

Bei Menschen mit normalem Farbensehen einen Regenbogen sehen, sehen sie die ganze Schwaden von Farben – von rot bis violett – innerhalb des Teils des Spektrums nennen wir "sichtbares Licht." Aber auch wenn jeder Couleur eine spezifische Wellenlänge des Lichtes darstellt, nicht unsere Augen einzigartige Detektoren herausgreifen jede Wellenlänge enthalten.

Elektromagnetischen Spektrums. Bild-Gutschrift: Wikimedia

Nehmen Sie stattdessen unsere Netzhaut mit nur drei Arten Farbe empfindlicher Zellen zu tun. Wir nennen sie Zapfen. Sie sind spezialisierte Nervenzellen, die elektrische Signale in Reaktion auf Licht ausgelöst werden, aber sie sind nicht wirklich sehr präzise: eine Kegel-Zelle reagiert empfindlich auf eine Vielzahl von farbigem Licht. Aber wenn das Gehirn speichert und die Daten von allen drei Arten von Kegel-Zelle im Auge sammelt, es ist in der Lage, feine Unterscheidungen zwischen verschiedenen Farbtönen der gleichen Farbe zu machen. Hier ist, wie das funktioniert.

Zapfenzellen enthalten ein lichtempfindliche Pigment, das von einem Segment des Spektrums auf Wellenlängen des Lichts reagiert. Die Fotopigment unterscheidet sich leicht in jede Art von Kegel-Zelle, macht sie empfindlich gegen Licht aus verschiedenen Teilen des Spektrums: Wir nennen sie können rot, grün und blau-Zapfen, aber eigentlich ist es genauer zu sagen, dass jeder Typ Long (L), Mittel (M) oder kurz (S) Wellenlängen des Lichts erkennt.

Typische leichte Wirkungs-Kurven für Zapfen im menschlichen Auge. Image Credit: BenRG / Wikimedia

Das Diagramm oben, das zeigt, wie stark jede Art von Kegel Zelle reagiert auf verschiedene Wellenlängen des Lichts, erleichtert diese Idee zu visualisieren. Sie können sehen, dass jede Art von Kegel-Zelle eine starke Reaktion, eine Spitze hat – für nur einen engen Bereich von Wellenlängen. Die "roten" L-Zapfen reagieren am stärksten auf gelbes Licht, die "grünen" M-Zapfen auf grünes Licht und die 'blauen' S-Zapfen, Blau-violettes Licht. Zapfen sind auch durch eine Vielzahl von Wellenlängen auf beiden Seiten von ihren Höchstständen ausgelöst, aber sie reagieren mehr schwach, diese Farben.

Das heißt es gibt eine Reihe von Überschneidungen zwischen Zapfen: L, M und S-Zapfen reagieren tatsächlich auf viele der gleichen Wellenlängen. Der Hauptunterschied zwischen der Kegel-Typen ist stark Reaktion auf jede Wellenlänge. Diese Funktionen sind absolut entscheidend für die Art und Weise, die unser Auge Farbe wahrnimmt.

Bild-Gutschrift: EnChroma

Stellen Sie sich vor, dass Sie eine einzigen Kegel-Zelle haben. Machen Sie es ein M-Kegel Wenn Sie möchten. Wenn Sie ein grünes Licht auf die Zelle glänzen, ist es durchaus in der Lage, Licht zu spüren. Es werde auch ein elektrisches Signal an das Gehirn senden. Aber es hat keine Möglichkeit zu sagen, welche Farbe das Licht ist. Und zwar deshalb, weil es die gleichen elektrischen Signal senden kann, wenn es ein schwaches Licht bei einer Wellenlänge aufhebt, das macht es stark, als wenn es ein starkes Licht bei einer Wellenlänge erkennt, das es mehr schwach reagieren macht reagieren.

Um eine Farbe zu sehen muss Ihr Gehirn kombinieren von Informationen aus L, M und S-Zapfen und vergleichen die Stärke des Signals von jeder Art von Kegel. Finde die Farbe eine schöne wolkenloser blauer Himmel auf dem Graphen einer Wellenlänge ca. 475 nm. Die S-Zapfen haben die stärkste Reaktion auf diese Wellenlänge, aber die roten und grünen Kegel sind mit etwas Signal zu wiegen. Es ist die relative Stärke der Signale von allen drei Kegel-Typen, mit dem das Gehirn sagen, "Es ist blau"! Jede Wellenlänge des Lichts entspricht eine bestimmte Kombination von Signal-Stärke von mindestens zwei Kegel: eine drei-Bit-Code, mit dem das Gehirn zwischen Millionen von Farbnuancen unterscheiden.

Was macht jemand farbenblind?

Die drei-Bit-Code ist empfindlich, aber eine Menge Dinge kann es durcheinander. Das Gen für eines der drei Fotopigmente könnte AWOL gehen. Eine Mutation konnten die Empfindlichkeit des ein Fotopigment verschieben, so dass es zu einer etwas anderen Bereich von Wellenlängen reagiert. (Schäden an der Netzhaut kann zu Problemen führen.) In einer Farbenblinde Person funktionieren nicht die Zapfenzellen einfach die so, wie sie sollen; der Begriff umfasst eine riesige Auswahl an möglichen wahrnehmbaren Unterschiede.

Kegel-Zell-Reaktionen in zwei Formen von Rot-Grün-Blindheit. Image Credit: Jim Cooke

Die häufigsten Formen der vererbte Farbenblindheit sind rot-grün wahrnehmbare Mängel. Eine Version ist eine Unfähigkeit, L Photorezeptoren zu machen, eine andere ergibt sich aus einem Mangel an M Photorezeptoren. Menschen mit dieser Gendefekte sind Dichromaten: sie haben nur zwei Arbeiten Photorezeptoren statt der üblichen drei. Ihr Problem ist eigentlich ziemlich einfach. Denken Sie daran, dass das Gehirn vergleicht, wie stark jede Art von Kegel auf einer bestimmten Wellenlänge des Lichts reagiert? Nun verschwinden die L oder M-Kurve in das Photorezeptor-Antwort-Diagramm im Kopf, und Sie können sehen, wie das Gehirn eine Unmenge an vergleichenden Informationen verliert.

Das Problem ist subtiler für Menschen, die eine Version von der L oder M Photorezeptor, einen etwas anderen Bereich von Wellenlängen als normal zu erkennen. Diese Menschen sind anomale Trichromaten: wie jemand mit normalem Sehvermögen, ihr Gehirn Informationen von drei Photorezeptoren erhalten, aber die Antworten eines bestimmten Typs von Sehzellen sind aus echten verschoben. Je nachdem, wie weit diese Photorezeptor-Wirkungs-Kurve verschoben hat kann eine anomale Trichromat wahrnehmen, rot- und Grüntöne etwas anders als ein Mensch mit normaler Sehkraft oder so schlimm auf die Unterscheidung zwischen den beiden als ein Dichromat.

Farben des Herbstes, sechs verschiedene Arten gesehen. Oben links: normalen Farbwahrnehmung. Unten links: Deuteranomalie (grüne schwach). Oben Mitte: Protanomalie (rot schwach). Unten Mitte: Tritanomaly (blaue schwach). Oben rechts: Deuteranopie (grün Blind). Unten rechts: Tritanopie (blaue Blind).

Aber ein Kind mit einem dieser Farbe Wahrnehmung Mängel hat keine Möglichkeit, den Unterschied zu erkennen. Lernen sieht er kann die Welt anders als die Menschen um ihn herum eine große Überraschung sein. Das galt für Medienberater Carlos Barrionuevo, wer zuerst, dass er farbenblind war entdeckt, als er 17 Jahre alt war.

"Ich wirklich es nicht bemerkt als ich ein Kind war.", sagte er Gizmodo. "Und meine Eltern nicht aufgreifen." Ich wusste ehrlich gesagt nicht, bis ich bewarb mich für die Marine. Ich ging zu meiner körperlichen, und sie beginnen, dieses Buch durchblättern und sagen "Nur sagen uns welche Nummer, die Sie sehen." Und ich sagte: "welche Nummer? Es gibt eine Reihe? ""

Das Buch Barrionuevo erwähnt enthielt einige der Ishihara-Test-Version: Kreise, bestehend aus farbigen Punkten in einer Vielzahl von Größen und Farben, die als eine schnelle Möglichkeit, Bildschirm für Farbenblindheit dienen. Der Kreis kann enthalten, ein Symbol oder eine Zahl, die schwierig wenn nicht unmöglich für jemanden mit einer Form der Farbenblindheit zu sehen ist. Es kann auch gestaltet werden, sodass das Symbol für die farbenblind, aber unsichtbar für alle anderen sichtbar ist. Der Test unter sieht aus wie eine 74 Menschen mit normaler Sehkraft, aber scheint eine 21 Menschen mit Rot-Grün-Farbenblindheit zu sein.

Ishihara Color Testplatte. Menschen mit normalen Farbwahrnehmung sehen die Zahl 74. Menschen mit Rot-Grün-Farbenblindheit sehen eine 21. Bild-Gutschrift: Wikimedia

Barrionuevo betont, dass es wirklich nicht einfach eine Frage der nicht rot oder grün zu sehen ist. "Ich kann in der Regel sagen, was grün ist und was rot ist, aber verschiedene Schattierungen von rot oder grün sehen alle gleich zu mir. Ich bekomme auf bestimmte Farben sehr verwirrt. Wenn ich in einer Farbe zu speichern gehen, ein Großteil dieser Farbe chips nur ähneln, und ich kann nicht unterscheiden zwischen ihnen."

Was sind EnChroma Linsen?

Wenn Farbwahrnehmung grundsätzlich eine Intensität-Spiel ist, das wirft eine offensichtliche Frage: könnten wir restaurieren normalem Farbensehen, einfach durch die Feinabstimmung der Proportionen des Lichts Farbenblinde die Augen einer Person ausgesetzt sind?

Andy Schmeder, COO von EnChroma, glaubt, dass wir können. Ein Mathematiker und Informatiker durch Training, begann Schmeder Vision Farbkorrektur vor einem Jahrzehnt, zusammen mit seinem Kollegen Don McPherson zu erforschen. Im Jahr 2002 entdeckt McPherson, ein Glas-Wissenschaftler, dass eine Linse, die er zum Schutz der Laser Operation Augen geschaffen hatte die Welt lebendiger und gesättigter erscheinen verursacht. Für einige farbenblinde Menschen fühlte es sich wie ein Heilmittel.

Image Credit: Frameri / EnChroma

Mit einem Stipendium der National Institutes of Health, McPherson und Schmeder machte sich daran könnte um festzustellen, ob der ungewöhnlichen Eigenschaften dieses Objektivs ein Hilfsgerät für die farbenblind übersetzt werden.

"Ich habe ein mathematisches Modell, das uns die Vision einer Person mit irgendeiner Art von Farbenblindheit simulieren können," sagte Schmeder Gizmodo. "Im Wesentlichen, tut wir fragten, wenn Ihre Augen auf diese spektralen Informationen ausgesetzt sind und Ihr Auge ist auf diese besondere Weise konstruiert, was das zu Ihrem umfassenden Sinn für Farbe?"

Verwenden ihre Modellergebnisse, entwickelten Schmeder und McPherson eine Linse, die bestimmte Segmente des elektromagnetischen Spektrums ausfiltert; Regionen, die hohe spektrale Empfindlichkeit über das Auge-M, L und S-Zapfen entsprechen. "Im Wesentlichen, wir entfernen bestimmte Wellenlängen des Lichts, die der Region den meisten Überschneidungen, entsprechen", sagte Schmeder. "Auf diese Weise effektiv mehr Trennung zwischen diesen beiden Kanälen der Informationen schaffen wir."

Spektrale Antwort von rot, grün und blau-Zapfen, mit grauen Bereiche Angabe Regionen der "Kerbe filtern" durch die EnChroma Brille. Bild-Gutschrift: EnChroma

EnChroma erhebt keinen Anspruch, dass seine Objektive Dichromaten, die Menschen hilft, denen ein M oder L Kegel fehlt. Es ist nicht auch behauptet, ein Heilmittel entwickelt zu haben. Vielmehr das Unternehmen sein Produkt "assistive Device," eine, die anomale Trichromaten helfen kann nennen mag – diese Menschen mit M oder L-Zapfen, die ihren Befindlichkeiten Wellenlänge verschoben haben – Farben in der rot-grün-Dimension zu unterscheiden.

Viele Anwender berichten dramatische Veränderungen auf ihre Farbwahrnehmung beim EnChroma eine Brille. "Jede Farbe mit rot oder grün intensiver scheint," berichtet ein anonymer Benutzer in einer Validierungsstudie Produkt. "In der Tat fast alles, was ich sehe sieht noch intensiver. Die Welt ist einfach mehr interessante suchen. " Ein weiterer Benutzer schreibt: "Ich hätte nie gedacht ich wäre so unglaublich betroffen durch die Fähigkeit, verschiedene Farben, siehe einmal verwirrend und schwer zu unterscheiden." Bist du neugierig auf die Erfahrung, können Sie eines der EnChromas vielen Werbe-Videos, Auschecken, in denen eine farbenblinde Person dons der Gläser und wird sofort von der Lebendigkeit der Welt überwältigt.

Aber einige Träger sind enttäuscht. "Es ist nicht, wie sie schlimmer als normale Sonnenbrillen waren – es gäbe eine Möglichkeit, in denen bestimmte Dinge herausgesprungen – aber nicht in der Weise, die es fühlte sich wie es beworben wurde," Journalist Oliver Morrison sagte Gizmodo. Morrison es wegen seiner Erfahrung mit der Brille, die Anfang dieses Jahres in The Atlantic erschien , unterstreicht die Herausforderung Objektiv zu bewerten, ob ein Gerät dieser Art funktioniert. Hier ist ein Auszug:

Ich traf Tony Dykes, CEO von EnChroma, am Times Square auf einer grauen, regnerischen Tag, unsere Augen versteckt hinter seiner Brille 100 reflektierende Beschichtungen... Ich beschrieb Deiche was ich sah durch die Gläser: tiefer Orangen schärfer Bremse Lichter auf Autos, und fluoreszierende vergilbt, aufgetaucht. Ich fragte ihn, ob das ist, was ein normaler Mensch sieht.

Deiche, ein ehemaliger Rechtsanwalt und ein können Verkäufer schnell beantwortet. "Es ist nicht etwas, wo es sofort," sagte er. "Du bist gerade erst die Informationen zum ersten Mal."

Vielleicht waren die Gläser tätig. Vielleicht tauschen die Farben, die ich nur für echte Farben gewöhnt war, war nicht so groß, eine Erfahrung, wie ich erwartet hatte. Deiche fragte, ob ich, der Unterschied zwischen den grauen Schnürsenkel und das Rosa "N" auf der Seite meine Turnschuhe sagen könnte. "Das ' n ' glänzend," sagte ich. "Also ich weiß nicht wenn ich sagen kann, dass sie anders durch die Farben oder Iridescence sind."

Obwohl ich nie meine Schnürsenkel mit meinen Schuh vor verwechselt hatte, merkte ich dann, dass, bis er mir gesagt hatte, ich wusste das "N" war rosa.

Jay Nietz, eine Farbe Vision expert an der University of Washington, glaubt, dass EnChroma auf diesem Mangel an Objektivität Kapital ist. "Da rot-grün farbenblinde Menschen nie die Farben roten und grünen, was, die ein normaler Mensch sie leicht getäuscht werden sieht, die erlebt haben," sagte Nietzsche Gizmodo in einer e-Mail. "Wenn die Brille Licht hinzufügen könnte, würde vielleicht es anders sein. Aber alles, was sie tun können, ist Block Licht. Es ist schwer, den Menschen Farbwahrnehmung durch Dinge wegnehmen."

Neitz, für seinen Teil, glaubt der einzige Weg zur Farbenblindheit Heilung ist durch Gentherapie – durch Einfügen und mit dem Ausdruck des Gens für normale M oder L-Zapfen in der Netzhaut der Farbenblinde Patienten. Er und seine Frau habe in der letzten Dekade mit Genmanipulation zu normales Sehvermögen Farbenblinde Affen wiederherzustellen, und sie hoffen, bald auf Studien am Menschen zu bewegen.

Eine Affe namens Dalton, Post Gentherapie, einen Farbenblindheit Test durchzuführen. Dalton verwendet, um rot-grün farbenblind.

Aber wenn die Gläser sind nicht ermöglichen Menschen um mehr Farben zu sehen, was könnte entfallen auf die positiven Referenzen? Nietzsche vermutet die Linsen verändern die Helligkeit Balance von rot- und Grüntöne.

"Wenn jemand völlig farbenblind war, alle Wellenlängen des Lichts in einem Regenbogen genau gleich aussehen würde,", sagte Nietzsche. "Wenn sie in der realen Welt ging und sah eine grüne und rote Tomate, völlig ununterscheidbar wären weil sie die gleiche Helligkeit für unsere Augen sind. Dann, wenn diese Person auf Gläser mit einem Filter, der plötzlich, grünes Licht, blockiert, ist die grüne Tomate dunkler. Zwei Dinge, die immer identisch sah jetzt ganz anders aussehen."

"Ich würde nicht behaupten, dass das EnChroma Objektiv keine Auswirkung auf Helligkeit hat," sagte Schmeder als Reaktion auf Gizmodo Abfragen. "So ziemlich alles, was stark gefärbt ist plötzlich heller erscheinen. "Es ist eine Nebenwirkung wie das Objektiv funktioniert."

Aber nach Schmeder, das Objektiv neutrale graue Farbe bewahrt das Gleichgewicht der Helligkeit zwischen rot- und Grüntöne. Das heißt, sagt alle roten Dinge nicht gehen, um plötzlich heller als alle grüne Dinge, er.

Am Ende ist der beste Weg zu klären, ob die Brille arbeiten wie in der Werbung durch objektive Tests. EnChroma setzt in erster Linie qualitative Benutzerantworten um die Wirksamkeit ihrer Produkte zu bewerten. Das Unternehmen hat auch einige klinischen Studien mit dem D15 Farbenblindheit Test, wobei die Probanden gebeten sind, 15 farbige Kreise chromatisch (in der Reihenfolge der Regenbogen) arrangieren durchgeführt.

In den 100 Hue Test arrangieren Themen die Farben innerhalb der einzelnen Zeilen, ein kontinuierliches Spektrum der Schatten von einem Ende zum anderen zu vertreten. Farben am Ende jeder Zeile dienen als Anker. Image Credit: Jordanwesthoff / Wikimedia

In den Testergebnissen mit Gizmodo geteilt, neun Themen alle empfangenen höhere D15-Werte – das heißt, sie weniger Chips außerhalb der Reihenfolge platziert — während des Tragens EnChroma Gläser. "Was aus der Studie hervorgeht, ist, dass nicht jeder den gleichen Grad an Verbesserung zeigt, noch das Ausmaß der Verbesserung [Farbenblindheit] Schweregrad korreliert,", schreibt EnChroma. "Aber jeder verbessert, einige derjenigen Mild/Normal aus schweren."

Aber es gibt noch die Sorge, die tragen einen Farbfilter, während unter den D15-Test ändert die relative Helligkeit der Chips, Bereitstellung eines Kontext-Cues, das Themen helfen können höhere Punktzahl. Für einen objektiven Test Nietz empfiehlt das Anomaloscope, in dem ein Beobachter gebeten wird, eine entsprechen Halbjahr ein kreisförmiges Feld, gelbes Licht, die andere Hälfte des Feldes, das ist eine Mischung aus rot und grün. Die Helligkeit des gelben Teils kann variiert werden, während die andere Hälfte kontinuierlich von vollständig rot zu Grün variieren kann.

Screenshot aus einer Online-Farbabstimmung Test, der das Anomaloscope imitiert. Über colorblindness.com.

"Dies gilt der Goldstandard für die Prüfung der rot-grünen Farbe Vision sein," sagte Nietzsche. "Das Anomaloscope ist so konzipiert, dass Anpassungen vorgenommen werden können, so dass farbenblinde Menschen Helligkeit nicht verwenden können, da ein Stichwort, so dass die Helligkeitsunterschiede durch die Gläser produziert farbenblinde Menschen betrügen nicht helfen würde."

Geht es um Wahrnehmung?

Ob EnChromas Gläser die rot-grüne Farbe Dimension erweitern sind oder einfach eine stärker gesättigte, Kontrast-gefüllte Welt zu schaffen, gibt es keinen Zweifel daran, dass hat die Technologie für einige farbenblinde Menschen positiv ausgewirkt.

"Der größte Punkt für mich mit dieser Brille ist, dass ich mehr inspiriert," Cincinnati ansässige Gitarrist und EnChroma Benutzer Lance Martin sagte Gizmodo.

Bild-Gutschrift: Shutterstock

Martin, der "diese Dinge nonstop getragen hat" für die letzten Monate, sagt, dass die gewöhnliche Erfahrungen, wie der Blick auf Autobahn Zeichen oder Laub während der Fahrt, jetzt füllen Sie ihn mit Einblick und Ehrfurcht. "Ich immer interstate Verkehrszeichen als eine wirklich dunkle immergrüne ausgelegt, aber sie sind eigentlich eine Farbe grün, ich hatte noch nie in der Lage zu sehen, vor," sagte er. "Ich habe mehr, um zu sehen, die Blumen Fuß. Inspiration nährt meine Karriere und für mich inspirieren von der weltlichen, jeden Tag – das ist überwältigend. "

Die Welt der Farben ist von Natur aus subjektiv. Selbst unter denjenigen, die "normalerweise" sehen, gibt es nicht abzusehen, ob unser Gehirn farbiges Licht die gleiche Weise interpretieren. Wir gehen davon aus , dass Farben eine gemeinsame Erfahrung, weil wir verschiedene zu unterscheiden und ihre Namen einig. Wenn ein paar Gläser helfen kann die Farbenblinde das gleiche tun – unabhängig davon, ob die Technologie bewirkt, dass sie "normal" zu sehen – das ist ein weniger Grund zur Behandlung dieser Erkrankung als Nachteil.

"Menschen sind auf der Suche nach Zugang zu Arbeitsplätzen wo sind sie wegen Farbenblindheit, ausgeschlossen werden", sagte Schmeder. "Meine Überzeugung ist, dass wenn wir wirklich dieses Problem genau analysieren, wir mit einer angemessenen Unterkunft erarbeiten können, die für einige Situationen funktioniert. Auch wenn wir alle, nicht helfen können, wenn wir das Niveau der Diskussion um dieses heben und einige Menschen helfen können, das erstaunlich wäre."

Bild oben: Frameri / En Chroma