Wie ein Laser einen ganz neuen Farbton sichtbar macht

Ein Forschungsteam der University of California und der University of Washington hat in einer Studie ein neues Prinzip der Farbwahrnehmung gezeigt. Mithilfe gezielter Laserstrahlen wurden einzelne Zellen auf der Netzhaut stimuliert.

Probandinnen und Probanden beschrieben die Farbe, die sie dadurch wahrnahmen, als intensives Blau-Grün. Das Forschungsteam taufte den neuen Farbton Olo.

Spiegel-Laser-System namens „Oz“

Grundlage des neuen Farbtons ist ein System aus Spiegeln, Lasern und optischen Instrumenten namens Oz. Es scannt zuerst die Netzhaut einer Testperson, um die Position der einzelnen Zapfen-Zellen darauf zu bestimmen und dann in Echtzeit zu tracken. Die sogenannten Zapfen sind im menschlichen Auge für die Farbwahrnehmung zuständig, sie werden nach der Wellenlänge des Lichts in S-, M- und L-Zapfen unterschieden.

S-Zapfen (“short wavelength receptors”) decken den blauen Bereich des sichtbaren Farbspektrums ab, M-Zapfen („medium wavelength receptors“) den blauen bis orangen Bereich. L-Zapfen („long wavelength receptors“) sind für gelbgrüne Töne zuständig und bilden auch rot ab.

Bei normaler Farbwahrnehmung stimuliert das Licht, das auch einen M-Zapfen fällt, immer auch die benachbarten S- oder L-Zapfen. Oz kann die M-Zapfen allerdings gezielt ansprechen und dadurch ein neuartiges Farbsignal an das Gehirn erzeugen.

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Experimente zur Farbtonbestimmung

Das Forschungsteam testete das neue System an 5 Personen – einige davon selbst am Projekt beteiligt. In Experimenten zur Farbtonbestimmung beschrieben sie die Farbe bei alleiniger Stimulation der M-Zapfen als Blau-Grün mit beispielloser Sättigung.

„Stell dir vor, du verbringst dein ganzes Leben und siehst nur rosa, babyrosa und pastellrosa. Und dann gehst du an einem Tag ins Büro und jemand trägt ein Hemd im rosasten babyrosa, das du jemals gesehen hast, und die anderen sagen, das ist eine neue Farbe und wir nennen sie rot“, beschreibt Studien-Co-Autor Ren Ng das Phänomen gegenüber der BBC.

Aus diesen Tests folgern die Forscherinnen und Forscher, dass die gezielte Stimulation bestimmter Sehzellen das sichtbare Farbspektrum für Menschen noch zusätzlich erweitern könne. 

Rot-Grün-Sehschwäche

Andere Forscher sehen diese Schlussfolgerung allerdings kritisch. John Barbur von der University of London bezeichnete Oz gegenüber der BBC zwar als „Meisterleistung“ in der Stimulation ausgewählter Sehzellen. Die Entdeckung einer gänzlich neuen Farbe sei jedoch diskutabel.

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Das Forschungsteam sieht in Oz Möglichkeiten für viele weitere Experimente zum menschlichen Sehvermögen. Es will in Zukunft z.B. untersuchen, wie das System die Farbwahrnehmung bei Menschen mit Rot-Grün-Sehschwäche beeinflussen kann.