تأثير Purkinje

إن تأثير Purkinje (الذي يسمى أحيانا تحول Purkinje أو التكيف المظلمة) هو ميل حساسية ذروة النصوع للعين البشرية للتحول نحو النهاية الزرقاء لطيف الألوان عند مستويات الإضاءة المنخفضة. يدعى التأثير بعد التشريح التشيكي جان إيفانجليستا بوركيني.

هذا التأثير يقدم اختلاف في تباين الألوان تحت مستويات مختلفة من الإضاءة. على سبيل المثال ، في ضوء الشمس الساطع ، تظهر زهور الغرنوق بلون أحمر فاتح مقابل الأوراق الخضراء الباهتة لأوراقها ، أو في زهور زرقاء مجاورة ، ولكن في نفس المشهد الذي يتم مشاهدته عند الغسق ، ينعكس التباين ، مع ظهور بتلات حمراء داكنة أو سوداء ، والأوراق والبتلات الزرقاء تظهر مشرقة نسبيا.

تختلف حساسية الضوء في الرؤية الإسفنجية مع الطول الموجي ، على الرغم من أن الإدراك هو بالأساس أبيض وأسود. تحول Purkinje هو العلاقة بين الحد الأقصى لامتصاص rhodopsin ، ووصل إلى حد أقصى عند حوالي 500 nm ، و ذلك من opsins في المخاريط ذات الطول الموجي الطويل و الطول الموجي المتوسط ​​التي تسود في الرؤية الضوئية ، حوالي 555 nm.

في علم الفلك البصري ، يمكن أن يؤثر التحول في Purkinje على التقديرات البصرية للنجوم المتغيرة عند استخدام النجوم المقارنة من ألوان مختلفة ، خاصة إذا كان أحد النجوم أحمر.

علم وظائف الأعضاء
يحدث التأثير لأن الأقماع الحساسة للألوان في شبكية العين هي الأكثر حساسية للضوء الأخضر ، في حين أن القضبان ، التي هي أكثر حساسية للضوء (وبالتالي أكثر أهمية في الضوء المنخفض) ولكنها لا تميز الألوان ، تستجيب بشكل أفضل للأخضر ضوء أزرق. هذا هو السبب في أن البشر يصبحون عمى الألوان عمليا تحت مستويات الإضاءة المنخفضة ، على سبيل المثال ضوء القمر.

يحدث تأثير Purkinje عند الانتقال بين الاستخدام الأساسي للأنظمة الضوئية (المخروطية) و Scotopic (القاعدية) ، أي في حالة mesopic: عندما تنخفض الشدة ، تتولى القضبان ، وقبل أن يختفي اللون تمامًا ، ينتقل إلى أعلى حساسية القضبان.

تتحسن حساسية القضبان بشكل ملحوظ بعد 5-10 دقائق في الظلام ، لكن القضبان تأخذ حوالي 30 دقيقة من الظلام لتجديد المستقبلات الضوئية وتصل إلى الحساسية الكاملة.

استخدام الأضواء الحمراء
أدى عدم حساسية القضبان إلى ضوء طويل الموجة إلى استخدام أضواء حمراء في ظروف خاصة معينة – على سبيل المثال ، في غرف التحكم في الغواصات أو في مختبرات الأبحاث أو الطائرات أو أثناء علم الفلك المجرد.

في الظروف التي يكون فيها من المرغوب فيه أن يكون كل من الأنظمة الضوئية والإسكوتية نشطة ، توفر المصابيح الحمراء حلاً. الغواصات مضاءة جيدًا لتسهيل رؤية أفراد الطاقم الذين يعملون هناك ، لكن غرفة التحكم يجب أن تكون مضاءة بشكل مختلف للسماح لأعضاء الطاقم بقراءة لوحات الأدوات لكنهم يظلوا في وضع الظلام. باستخدام الأضواء الحمراء ، أو ارتداء نظارات حمراء ، يمكن للمخاريط الحصول على ما يكفي من الضوء لتوفير رؤية فوتوية (أي الرؤية عالية الحساسية المطلوبة للقراءة). لا تشبع القضبان بالضوء الأحمر المشرق لأنها ليست حساسة للضوء طويل الموجة ، لذلك يبقى أعضاء الطاقم مظللين. وبالمثل ، تستخدم مقصورات الطائرة أضواء حمراء حتى يستطيع الطيارون قراءة أدواتهم وخرائطهم مع الحفاظ على الرؤية الليلية لرؤية خارج الطائرة.

غالبًا ما تستخدم الأضواء الحمراء أيضًا في إعدادات البحث. العديد من الحيوانات البحثية (مثل الجرذان والفئران) لديها رؤية محدودة في الرؤية الضوئية ، حيث أن لها مستقبلات ضوئية أقل بكثير. باستخدام الأضواء الحمراء ، يتم الاحتفاظ بالمواضيع الحيوانية “في الظلام” (الفترة النشطة للحيوانات الليلية) ، ولكن الباحثين البشريين ، الذين لديهم نوع واحد من المخروط (“L cone”) حساس لطول الموجات الطويلة ، هم قادرة على قراءة الأدوات أو تنفيذ الإجراءات التي من شأنها أن تكون غير عملية حتى مع الرؤية المكشوفة تماما (ولكن انخفاض حدة) المكشوفة. وللسبب نفسه ، فإن حديقة الحيوانات التي تعرض الحيوانات الليلية غالباً ما تضيء بالضوء الأحمر.

التاريخ
تم اكتشاف التأثير في عام 1819 بواسطة Jan Evangelista Purkyně. كان Purkyně عالمًا متعددًا كان يتأمل في الفجر أثناء المشي الطويل في الحقول البوهيمية المزهرة. لاحظ بوركيني أن زهوره المفضلة تبدو حمراء زاهية في فترة ظهيرة مشمسة ، بينما في الفجر بدت مظلمة جداً. لقد أدرك أن العين ليس لديها نظام واحد ولكن نظامين متكيفين لرؤية الألوان ، أحدهما لشدة الإضاءة الكلية الساطعة ، والآخر للغسق والفجر.

كتب Purkyně في كتابه Neue Beiträge:

موضوعيا ، فإن درجة الإضاءة لها تأثير كبير على كثافة جودة الألوان. من أجل إثبات ذلك بشكل أكثر وضوحا ، خذ بعض الألوان قبل الفجر ، عندما يبدأ ببطء للحصول على أخف وزنا. في البداية ، يرى المرء الأسود والرمادي فقط. تبدو الألوان الزاهية ، حمراء وخضراء على وجه التحديد ، أكثر ظلامًا. لا يمكن تمييز الأصفر عن اللون الأحمر الزهري. أصبح الأزرق ملحوظ بالنسبة لي أولا. وتظهر مظاهر اللون الأحمر ، التي تحرق أشدها سطوعًا في وضح النهار ، وهي: القرمزي ، والزنباري والبرتقالي ، وكأنها أحلك لفترة من الزمن ، على النقيض من متوسط ​​سطوعها. يبدو اللون الأخضر أكثر ضررًا بالنسبة لي ، وتتطور لونه الأصفر مع تزايد ضوء النهار فقط.