Contents
Ánh sáng thực chất là gì?
Ánh sáng là bức xạ điện từ, cùng họ với sóng vô tuyến, vi sóng, tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia X và tia gamma.
Ánh sáng vừa thể hiện tính chất sóng, vừa có thể được mô tả dưới dạng những lượng tử năng lượng gọi là photon.
Mắt người chỉ cảm nhận được một phần rất nhỏ của phổ điện từ, gọi là ánh sáng khả kiến, với bước sóng khoảng:
- Tím: gần 380 nm
- Xanh lam: khoảng 450 nm
- Xanh lục: khoảng 530 nm
- Đỏ: gần 700 nm
Ánh sáng trắng như ánh sáng Mặt Trời là sự kết hợp của nhiều bước sóng khác nhau.
Từ ánh sáng đến võng mạc
Khi nhìn một bông hồng đỏ, cánh hoa hấp thụ một số bước sóng và phản xạ mạnh hơn những bước sóng mà hệ thị giác của chúng ta cảm nhận là màu đỏ.
Ánh sáng phản xạ đi qua giác mạc và thủy tinh thể trước khi được hội tụ lên võng mạc, lớp mô nhạy sáng nằm phía sau nhãn cầu.
Võng mạc không đơn giản "chụp ảnh". Nó bắt đầu xử lý thông tin ngay từ khi ánh sáng đi vào mắt.
Những tế bào biến ánh sáng thành tín hiệu thần kinh
Võng mạc chứa hai nhóm tế bào thụ cảm ánh sáng quan trọng.
Tế bào que
Tế bào que (Rods) rất nhạy với ánh sáng yếu, giúp chúng ta:
- Nhìn trong bóng tối.
- Phân biệt độ sáng.
- Nhận biết chuyển động trong điều kiện thiếu sáng.
Tuy nhiên, chúng gần như không cung cấp thông tin về màu sắc.
Tế bào nón
Tế bào nón (Cones) hoạt động tốt khi có đủ ánh sáng và chịu trách nhiệm chính cho khả năng nhìn màu.
Con người thường có ba loại tế bào nón:
- S: nhạy với bước sóng ngắn.
- M: nhạy với bước sóng trung bình.
- L: nhạy với bước sóng dài.
Não so sánh mức độ kích thích của ba loại tế bào này để tạo nên cảm nhận về vô số màu sắc.
Từ photon thành tín hiệu điện hóa
Khi photon được tế bào thụ cảm hấp thụ, một chuỗi phản ứng sinh hóa xảy ra và biến thông tin ánh sáng thành tín hiệu điện hóa thần kinh.
Những tín hiệu này tiếp tục được xử lý qua nhiều lớp tế bào trong võng mạc trước khi truyền vào:
Dây thần kinh thị giác (Optic Nerve)
Dây thần kinh thị giác đưa thông tin từ mắt về não.
Ở thời điểm này, không có một "bức ảnh tí hon" nào chạy trong dây thần kinh. Chỉ có các tín hiệu thần kinh mã hóa thông tin về ánh sáng, độ tương phản, màu sắc và nhiều đặc điểm khác.
Não bộ tạo ra thế giới mà chúng ta nhìn thấy
Thông tin thị giác được đưa tới nhiều vùng của não, trong đó vỏ não thị giác ở thùy chẩm đóng vai trò đặc biệt quan trọng.
Não xử lý đồng thời:
- Màu sắc.
- Hình dạng.
- Đường nét.
- Chuyển động.
- Độ tương phản.
- Khoảng cách và chiều sâu.
- Vị trí của vật thể.
Sau đó, thông tin được kết hợp với ký ức và kinh nghiệm để nhận diện thứ đang xuất hiện trước mắt.
Một tập hợp photon cuối cùng trở thành trải nghiệm:
"Đó là một bông hồng đỏ."
Màu sắc có thực sự tồn tại bên ngoài?
Bên ngoài não bộ tồn tại ánh sáng với những bước sóng và mức năng lượng khác nhau.
Nhưng "đỏ", "xanh", "vàng" là những trải nghiệm cảm giác được hệ thần kinh tạo ra khi xử lý ánh sáng.
Một vật không chứa "màu đỏ" giống như nó chứa nguyên tử sắt hay carbon. Nó phản xạ và hấp thụ ánh sáng theo những cách nhất định, còn não biến thông tin đó thành trải nghiệm màu sắc.
Đây cũng là lý do các loài động vật với hệ thị giác khác con người có thể trải nghiệm cùng một cảnh vật rất khác chúng ta.
Mắt nhìn hay não nhìn?
Cách nói chính xác nhất là:
Mắt thu nhận ánh sáng → Võng mạc chuyển đổi và xử lý tín hiệu → Dây thần kinh thị giác truyền thông tin → Não tạo nên trải nghiệm thị giác.
👁️ Thế giới đầy màu sắc trước mắt không phải một bức ảnh được sao chép nguyên vẹn vào đầu. Đó là kết quả của hàng triệu tế bào thần kinh phối hợp để biến photon thành màu sắc, hình dạng, chiều sâu và cuối cùng là một thế giới có ý nghĩa.
Image:Steve A Johnson
