Ist das Blau, das ich sehe, dasselbe Blau, das Sie sehen?

Die Physiologie des Auges ist unterschiedlich, das Gehirn verarbeitet Bilder unterschiedlich und Menschen sprechen verschiedene Sprachen und leben in den unterschiedlichsten Umgebungen. Diese Faktoren greifen ineinander und ermöglichen es uns, die farbenfrohe Welt auf unsere eigene, einzigartige Weise einzufangen und zu beschreiben.

Von Nicola Jones

Übersetzung: Li Ke

Korrekturlesen und Übersetzung｜ Chen Xiaoxue

Farben mögen wie eine physische Realität erscheinen, aber unsere Wahrnehmung davon wird von allem beeinflusst, von der Biologie über die Psychologie bis hin zu Kultur und Sprache. Bildquelle: Knowable Magazine

Wenn ich Sie frage: Welche Farben haben die Bäume, der Himmel und der Sonnenuntergang? Sie müssen denken, dass die Antwort offensichtlich ist. Es zeigt sich jedoch, dass es sowohl zwischen einzelnen Menschen als auch zwischen unterschiedlichen Kulturgruppen große Unterschiede in der Sicht der Menschen auf die Welt gibt.

Die Physiologie des Auges, die Art und Weise, wie das Gehirn Bilder verarbeitet und die Sprache, mit der wir über Farben sprechen, beeinflussen unsere Wahrnehmung von Farben und wie wir über sie sprechen. Und auch bei diesen Faktoren selbst besteht Spielraum für Variationen.

Allein aufgrund der physiologischen Struktur der Augen verfügen die meisten Menschen über drei Zapfentypen: Kurzwellen-, Mittelwellen- und Langwellenzapfen. Als Lichtrezeptoren der Augen sind verschiedene Zapfentypen für die Wahrnehmung unterschiedlicher Wellenlängen des Lichts verantwortlich. Allerdings können einige genetische Mutationen dazu führen, dass ein bestimmter Zapfenzelltyp abnorm wird oder ganz verloren geht, was zu Veränderungen im Farbsehen der betreffenden Person führt. Bei diesen Personen kann es sich um das handeln, was wir gemeinhin als farbenblind bezeichnen, oder um Menschen mit übernatürlichen Kräften der Farbwahrnehmung.

Darüber hinaus beeinflussen Geschlecht, Alter, Geburtszeit und -jahreszeit und sogar die Farbe der Iris unsere Farbwahrnehmung in unterschiedlichem Maße.

Welche weiteren interessanten Fragen gibt es zu Unterschieden im Farbsehen? Kürzlich interviewte das Knowable Magazine Jenny Bosten, eine visuelle Neurowissenschaftlerin an der University of Sussex in Großbritannien, die im Annual Review of Vision Science 2022 eine Forschungsarbeit über Unterschiede im menschlichen Farbsehen veröffentlichte.

F1: Wie viele Farben hat ein Regenbogen?

Jenny Burton: Physikalisch gesehen ist ein Regenbogen ein kontinuierliches Spektrum. Im sichtbaren Bereich ändert sich die Wellenlänge des Lichts zwischen den beiden Enden gleichmäßig, ohne Linien oder scharfe Brüche. Innerhalb dieses Bereichs kann das menschliche Auge weit mehr als sieben Farben unterscheiden, aber wir sagen normalerweise, dass der Regenbogen sieben Farben hat: Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau, Indigo und Violett. Auf diese Weise beeinflussen Geschichte und Kultur die Beschreibung des Farbsehens.

F2: Sagen Sie Ihren Kindern dasselbe? Sie sind jetzt 10 und 5 Jahre alt?

Jenny Burton: Ich habe ihnen nichts über Farben beigebracht, weil ich daran interessiert war, ihre natürliche Farbwahrnehmung zu beobachten. Meine fünfjährige Tochter sagt zum Beispiel: „Gehen wir zu dem blauen Gebäude?“ und für mich ist es ein weißes Gebäude vor einem blauen Himmel. Andere sagen, dass Kinder den Himmel zunächst als weiß bezeichnen und ihn dann langsam als blau wahrnehmen lernen. Ich bin daran interessiert, all diese potenziellen Dinge bei Kindern zu beobachten.

F3: Die meisten Menschen auf der Welt haben die gleiche Ansicht über die Grundtöne Rot, Gelb und Blau, oder?

Jenny Burton: Es gibt bereits umfangreiche Daten, die die Farbklassifizierungsformen in verschiedenen Kulturen aufzeichnen, und die Daten zeigen, dass diese Klassifizierungen einige Gemeinsamkeiten aufweisen. Dies lässt darauf schließen, dass der Mensch beim Erlernen der Kategorisierung von Farben gewissen biologischen Einschränkungen unterliegt. Aber nicht jede Kultur hat die gleiche Anzahl an Kategorien. Daher glauben manche Menschen, dass die Farbklassifizierung kulturell bedingt ist und dass die Entwicklung der Farbkultur zu Änderungen in der Farbklassifizierung geführt hat.

Die Sprache einer Kultur kennt anfangs möglicherweise nur zwei oder drei Unterscheidungen zwischen Farben, wobei die Kategorien mit der Zeit immer komplexer werden. Im Altwalisischen gibt es beispielsweise keinen Unterschied zwischen Blau und Grün, beide gehören zur Kategorie „Grue“ (Grün). Im Russischen gibt es zwei Wörter für die Farbe Blau: „siniy“ (dunkelblau) und „goluboy“ (hellblau). Kann man also sagen, dass Sprecher, die diese Unterscheidung treffen, eine andere Farbwahrnehmung haben? Oder ist es nur eine Sache der Linguistik? Ich glaube, das Urteil ist noch nicht gefällt.

F4: Im Jahr 2015 gab es online eine Debatte darüber, ob ein Rock weiß-goldene oder blau-schwarze Streifen hat. Warum gehen die Meinungen der Menschen so weit auseinander?

Jenny Burton: Auch Wissenschaftler sind an diesem Foto sehr interessiert. Es gab damals zahlreiche entsprechende Forschungsarbeiten und eine Zeitschrift veröffentlichte sogar eine Sonderausgabe zu diesem Thema. In einem Punkt stimmen diese Studien letztlich überein: Die Farbe, in der Sie ein Kleid sehen, hängt weitgehend von der Art der Beleuchtung ab, in der Sie es vermuten. Jemand, der glaubt, der Rock habe blaue und schwarze Streifen, wird das Licht als leuchtend gelblich wahrnehmen, während jemand, der glaubt, der Rock habe platinfarbene Streifen, das Licht als trübes Blau wahrnimmt. Das heißt, es ist letztlich das Gehirn, das bestimmt, welches Licht auf die Kleidung fällt.

Das berühmte „Kleid“-Foto aus dem Jahr 2015 wird von verschiedenen Menschen unterschiedlich interpretiert, je nachdem, welche Lichtverhältnisse ihr Gehirn vermutet. Bildquelle: KNOWABLE MAGAZINE modifiziert von DH BRAINARD & AC HURLBERT / CURRENT BIOLOGY 2015
Doch die nächste Frage ist: Warum nehmen Menschen Licht so unterschiedlich wahr? Es ist möglich, dass Menschen bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen unterschiedliche Erfahrungen machen, zum Beispiel sind Sie eher an blaues LED-Licht oder warmes Sonnenlicht gewöhnt oder damit vertraut. Diese Beurteilung der Lichtverhältnisse wird auch von anderen Faktoren beeinflusst, beispielsweise von den physiologischen Veränderungen der Augen im Alter.

F5: Einer der offensichtlichsten Gründe für Unterschiede im Farbsehen zwischen Menschen sind Anomalien der Zapfenzellen, die durch genetische Mutationen verursacht werden. Wie viele Arten dieser Anomalien gibt es?

Jenny Burton: Der Mensch hat drei Arten von Zapfen und es gibt viele, viele Kombinationen von Variationen. Derzeit sind uns eher die Varianten der langwelligen Zapfen (L, die vor allem rotes Licht wahrnehmen) und der mittelwelligen Zapfen (M, die vor allem grünes Licht absorbieren und wahrnehmen) bekannt. Beide Zelltypen exprimieren entsprechende lichtempfindliche Opsine, die bei Lichteinfall ihre Form ändern und die Empfindlichkeit der Zelle gegenüber dieser Wellenlänge bestimmen. Das Gen, das jedes Opsin kodiert, hat sieben polymorphe Stellen, daher ist die Anzahl der möglichen Variationskombinationen enorm.

F6: Eine häufige Abweichung im Farbsehvermögen ist die Rot-Grün-Farbenblindheit. Was sind die Ursachen?

Jenny Burton: Rot-Grün-Farbenblindheit ist eine schwere Rot-Grün-Sehstörung, die durch Anomalien der L-Typ- oder M-Typ-Zapfen verursacht wird. Den Patienten fehlt möglicherweise ein bestimmter Zapfentyp oder ihre beiden Zapfentypen funktionieren nicht.

Die Rot-Grün-Sehschwäche wird auch als Daltonismus bezeichnet, benannt nach dem britischen Chemiker John Dalton (6. September 1766 – 27. Juli 1844). John war nicht der Meinung, dass sich sein Farbsehen merklich von dem der meisten Menschen unterschied, stellte jedoch fest, dass seine Farbbeschreibungen in manchen Fällen von denen der Menschen in seiner Umgebung abwichen, jedoch mit denen seines Bruders übereinstimmten. Er glaubt, dass dies durch einen zusätzlichen Filter in seinen Augen verursacht wird. Viele Jahre später sequenzierten Wissenschaftler seine DNA und fanden heraus, dass er ein Dichromat war.

Eine andere, mildere Form der Farbenblindheit ist die anomale Trichromatik. Diese Menschen verfügen zwar immer noch über die beiden oben erwähnten Zapfentypen, doch die beiden Zapfentypen, die unterschiedliche Wellenlängen des Lichts erkennen sollten, weisen ähnliche Wellenlängenerkennungsbereiche auf, sodass der Bereich der von ihnen wahrgenommenen Unterschiede zwischen Rot und Grün eingeengt wird.

Die meisten Menschen haben drei Arten von Zapfen-Fotorezeptorzellen in ihren Augen, von denen jede für eine andere Wellenlänge oder Farbe des Lichts am empfindlichsten ist. Bei manchen Menschen sind die Zapfen defekt oder fehlen ganz, und manche haben vier verschiedene Typen. Bildquelle: WIKIMEDIA COMMONS KNOWABLE MAGAZINE
F7: Wie sieht die Welt für Menschen aus, die schwerer erkrankt sind?

Jenny Burton: Bei Dichromaten ist im Wesentlichen eine komplette Achse des Farbsehens verloren gegangen und ihr Farbsehen ist eindimensional. Wie das aussieht, kann ich nur schwer sagen, da wir subjektiv nicht wissen, wo die beiden Pole dieser Dimension liegen. Diese Achse wird oft als die Achse zwischen Violett und Limettengrün im normalen Farbraum beschrieben. In Wirklichkeit können es jedoch zwei beliebige wahrgenommene Farbtöne sein. Darüber wissen wir wirklich noch nichts.

Es gibt auch einige Dichromaten, bei denen nur ein Auge abnormal ist. Die Forscher baten sie, die Farben, die ihre Dichromaten sahen, mit denen zu vergleichen, die normale Trichromaten sahen, und stellten fest, dass sie mit ihren Dichromaten manchmal mehr Farben sahen, als wir erwarten würden. Wir wissen jedoch nicht, ob dies die Farbe ist, die ein typischer Dichromat sieht, da ihnen die Trichromaten fehlen, die ihnen dabei helfen, die Punkte in ihrem Gehirn zu verbinden.

F8: Führt eine Farbsehstörung immer dazu, dass Farben eintönig erscheinen? Gibt es Genvarianten, die die Farbwahrnehmung verbessern?

Jenny Burton: Farbsehstörungen führen in den meisten Fällen zu einer Verringerung der Anzahl der Farben, die unterschieden werden können. In einigen Sonderfällen verfügen anomale Trichromaten jedoch über Zapfen, die für unterschiedliche Wellenlängen empfindlich sind, und können daher bestimmte Farben unterscheiden, was bei normalen Trichromaten nicht möglich ist. Dieses Phänomen wird Beobachtermetamerie genannt.

Ein anderer Personentyp ist der Tetrachromat, der über zwei X-Chromosomen verfügt, die Gene sowohl für mutierte Zapfenopsinmoleküle als auch für normale Zapfenopsinmoleküle tragen. Wir wissen, dass es solche Menschen gibt, aber wir sind nicht sicher, ob sie ihre zusätzlichen Zapfen nutzen können, um eine zusätzliche Dimension des Farbsehens zu erreichen und Farben zu sehen, die normale Trichromaten nicht sehen oder unterscheiden können.

Es gab einmal einen Test für anomale Trichromaten, bei dem der Beobachter rotes und grünes Licht mischen musste, um eine gelbe Farbe zu erzeugen, und einige Leute konnten keine Mischung finden, die Gelb entsprach. Sie müssen drei Farben mischen, nicht zwei. Das heißt, sie haben vier Grundfarben statt der üblichen drei. Es ist schwer zu beweisen, wie oder warum dies passiert ist oder was genau sie gesehen haben.

Um festzustellen, ob eine Person farbenblind ist, werden häufig ähnliche Bilder verwendet. Während die meisten Menschen Zahlen in Kreisen sehen können, sind Menschen mit Farbsehschwäche oder fehlenden oder veränderten Zapfen möglicherweise nicht in der Lage, farbige Zahlen zu unterscheiden.

F9: Wissen diese Leute, dass sie über ein super Farbsehen verfügen?

Jenny Burton: Wir haben Frauen rekrutiert, die ihren Farbsehstatus nicht kannten. Mehr als 50 % von ihnen hatten vier Zapfentypen. Normalerweise unterscheiden sich die beiden Zapfentypen jedoch nur geringfügig, sodass dies möglicherweise nicht ausreicht, um tetrachromatisches Sehen zu erzeugen.

Die subjektive Farbwahrnehmung eines Menschen ist eine ganz persönliche Angelegenheit und es ist schwer zu beurteilen, wie das eigene Farbsehen im Vergleich zu dem der Menschen in seiner Umgebung ist. John Dalton war der erste Mensch, der im Jahr 1798 die Rot-Grün-Farbenblindheit entdeckte, was an sich schon recht neu ist. Er war ein ernster Typ, aber das war ihm nicht ganz klar.

F10: Gibt es neben den Genen noch andere biologische Unterschiede, die das Farbsehen beeinflussen?

Jenny Burton: Mit zunehmendem Alter, insbesondere nach dem 40. Lebensjahr, verfärbt sich die Linse gelb. Durch diese Veränderung verringert sich die Menge an blauem Licht, die die Netzhaut erreicht. Lutein und Zeaxanthin, auch als Makulapigmente bekannt, sind Pigmente, die blaues Licht absorbieren und ultraviolette Strahlen filtern können. Die Ernährung kann die Pigmentablagerung stark beeinflussen. Makulapigment kommt in Gemüsesorten wie grünem Blattgemüse vor. Je mehr Sie essen, desto dicker wird das Pigment. Es besteht außerdem ein kleiner Zusammenhang zwischen der Irisfarbe und der Fähigkeit zur Farbunterscheidung: Sie kann ein entscheidender Faktor dafür sein, wie gut Sie bei der präzisen Farbunterscheidung abschneiden. Menschen mit blauen Augen scheinen bei Farbunterscheidungstests etwas besser abzuschneiden als Menschen mit braunen Augen.

F11: Wird unsere Farbwahrnehmung auch von der Umgebung beeinflusst? Mit anderen Worten: Wenn ich in einem grünen Dschungel oder einer gelben Wüste aufwachsen würde, könnte ich dann mehr Farben in diesen Bereichen des Regenbogens unterscheiden?

Jenny Burton: Ja. Dies ist derzeit ein heißes Forschungsthema in der Farbwissenschaft. Ob eine Sprache beispielsweise unterschiedliche Wörter für Grün und Blau hat, scheint in gewissem Maße davon abzuhängen, ob eine kulturelle Gruppe in der Nähe großer Gewässer lebt. Auch hier handelt es sich um eine linguistische Frage und wir wissen nicht, ob dies ihre tatsächliche Wahrnehmung beeinflusst.

Die Wahrnehmung der Farbe Gelb wird auch von der Jahreszeit beeinflusst. Eine Studie in York analysierte das Phänomen, dass der Winter grau und düster und der Sommer grün und wunderbar ist. Dabei stellte sich heraus, dass sich die menschliche Wahrnehmung der Wellenlänge von reinem Gelb mit den Jahreszeiten ändert. Obwohl die Änderungen gering sind, sind sie dennoch messbar.

Auch die Jahreszeit, in der Sie geboren sind, beeinflusst Ihr Farbsehen. Dies gilt insbesondere, wenn Sie am Polarkreis geboren sind, wo die Auswirkungen erheblich sein können. Dies kann mit der Farbe des Lichts zusammenhängen, dem Sie während Ihrer Sehentwicklung ausgesetzt waren.

Umwelteinflüsse können die Farbwahrnehmung auf zwei gegensätzliche Arten beeinflussen: Unterschiedliche Umgebungen können zu individuellen Wahrnehmungsunterschieden führen, gemeinsame Umgebungen können aber auch biologische Unterschiede ausgleichen und die Farbwahrnehmung von Menschen ähnlicher machen.

F12: Bei so vielen Unterschieden scheint es schwierig, sie alle voneinander zu trennen oder zu unterscheiden, ob sie physiologischer oder kultureller Natur sind. Dies bringt uns zurück zu dem philosophischen Rätsel: Ist das Blau, das ich sehe, dasselbe Blau, das Sie sehen?

Jenny Burton: Ja. Farben haben mich schon immer fasziniert, insbesondere das subjektive Erleben von Farben. Wie das Gehirn dies wahrnimmt, bleibt ein Rätsel. Ich habe über diese Frage lange nachgedacht, bevor ich beschloss, mich ihrem Studium zu widmen.

Urheberrechtshinweis:
Die Übersetzung dieses Artikels aus dem Knowable Magazine, einem Magazin von Annual Reviews, ist autorisiert. Annual Reviews ist eine gemeinnützige Organisation, die sich der Bereitstellung hoch zusammengefasster und umfassender Informationen für wissenschaftliche Forscher widmet und sich auf die Veröffentlichung von Übersichtszeitschriften konzentriert.
Originaltitel: „Farbe liegt im Auge und im Gehirn des Betrachters“, Autorin: Nicola Jones, veröffentlicht im Knowable Magazine am 27. Oktober 2022.
Link: https://knowablemagazine.org/article/mind/2022/science-of-color-perception

Quelle: Herr Sai