เตตราโครมาซี

ภาวะ  Tetrachromacy เป็นภาวะที่มีทางประสาทต่างหาก 4 ทางในการส่งข้อมูลเกี่ยวกับสี หรือมีเซลล์รูปกรวย 4 ประเภทในตา สัตว์ที่มีภาวะ Tetrachromacy เรียกว่า tetrachromat

ในสัตว์ประเภท tetrachromat การเห็นสีต่าง ๆ จะมี  4 มิติ  ซึ่งหมายความว่า เพื่อที่จะเทียบสีที่สัตว์เห็น จะต้องใช้การผสมรวมกันของแม่สีอย่างน้อย 4 สี

นกหลายประเภทเป็น tetrachromat 
และแม้แต่สปีชีส์ต่าง ๆ ของปลา  สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบก  สัตว์เลื้อยคลาน  และแมลง  ก็เป็น tetrachromat ด้วย

 สรีระภาพ 
คำอธิบายปกติสำหรับภาวะ  tetrachromacy  ก็คือ  เรตินาของสัตว์นั้นมีตัวรับแสง  (photoreceptor)  ความเข้มสูงสี่ประเภท  (ซึ่งเรียกว่าเซลล์รูปกรวยในสัตว์มีกระดูกสันหลัง  ไม่ใช่เซลล์รูปแท่งซึ่งเป็นตัวรับแสงความเข้มต่ำ)  ซึ่งกลืนแสงในสเปกตรัมต่าง ๆ กัน
นี่หมายความว่า  สัตว์อื่นอาจจะเห็นสีมีความยาวคลื่นที่เกินไปจากที่มนุษย์มองเห็น  และอาจสามารถแยกแยะสีต่าง ๆ ที่ปรากฏเป็นสีเดียวกันในมนุษย์
สัตว์สปีชีส์ที่มีการเห็นสีแบบ  tetrachromatic  จะได้เปรียบกว่าสัตว์อื่นทางกายภาพ  แม้อาจจะแค่เพียงเล็กน้อย

 ตัวอย่าง 
 ปลา 
ปลาทอง  (Carassius auratus auratus) 
และปลาม้าลาย  (Danio rerio)
เป็นตัวอย่างของ tetrachromat ที่มีเซลล์รูปกรวยไวต่อสีแดง  สีเขียว  สีน้ำเงิน  และแสงอัลตราไวโอเลต

 นก 
นกบางสปีชีส์เช่น  Taeniopygia guttata  (  เป็นนกวงศ์นกกระติ๊ด)  และนกวงศ์นกพิราบและนกเขา สามารถใช้แสงอัลตราไวโอเลตที่มีความยาวคลื่น 300–400 nm ในการเห็นเพื่อประโยชน์ในการเลือกคู่และการหาอาหาร 
เช่น  นกที่มีขนและผิวหนังที่มีสีอัลตราไวโอเลตมักจะได้รับเลือกเป็นคู่ 
ตาปกติของนกจะตอบสนองต่อความยาวคลื่นที่  300–700 nm
ซึ่งตรงกับความถี่ประมาณ 430–1,000 เทระเฮิรตซ์

 แมลง 
แมลงที่กำลังหาอาหารมีความสามารถในการเห็นแสงสะท้อนจากดอกไม้มีความยาวคลื่นประมาณ 300–700 nm
เนื่องจากการถ่ายโอนเรณู  (Pollination) ในระหว่างแมลงและพืชดอกไม้เป็นความสัมพันธ์แบบพึ่งพากัน  จึงมีการวิวัฒนาการร่วมกันระหว่างแมลงที่หาอาหารและพืชโดยการเพิ่มช่วงความยาวคลื่นในการเห็นของแมลง  และในการสะท้อนแสง  (คือสี)  ของดอกไม้ 
Directional selectionในพันธุศาสตร์ประชากร  Directional selection หมายถึงแบบของการคัดเลือกโดยธรรมชาติที่ลักษณะปรากฏ  (phenotype)  อย่างหนึ่งได้รับการคัดเลือกเป็นพิเศษ  มีผลให้ความถี่ของอัลลีลมีระดับสูงขึ้นเรื่อย ๆ  ไม่ว่าอัลลีลนั้นจะเป็นแบบเด่น  (dominant)  หรือแบบด้อย  (recessive)  จนกระทั่งอัลลีลนั้นจะเป็นอัลลีลเดียวที่เหลือ  (fixed) (แปลว่า  การคัดเลือกมีทิศทางเดียว) ทำให้พืชมีการแสดงสีต่าง ๆ เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ จนกระทั่งเข้าไปในระดับสีอัลตราไวโอเลต  ซึ่งดึงดูดสัตว์ที่เป็นพาหะถ่ายเรณูในระดับสูงยิ่ง ๆ ขึ้นไป  

พาหะถ่ายเรณูบางประเภทอาจจะใช้การเห็นสีแบบ  tetrachromatic  เพื่อเพิ่มและรักษาความสำเร็จในการหาอาหารในระดับที่สูงกว่าคู่แข็งที่มีการเห็นแบบ trichromatic (คือแบบมีเซลล์รูปกรวยแค่  3  ประเภท) ผึ้งเป็นพาหะถ่ายเรณูที่มองเห็นแสงอัลตราไวโอเลต แต่มีการเห็นสีแบบ trichromatic เพราะมีเซลล์รูปกรวยเพียงสามเซลล์ ซึ่งแต่ละเซลล์ไวต่อสีอัลตราไวโอเลต สีเขียว และสีน้ำเงิน

มนุษย์บางพวกอาจเป็น เตตราโครมาซี
มนุษย์และไพรเมตใน parvorder "Catarrhini" ปกติมีเซลล์รูปกรวย 3 ประเภท จึงเป็นสัตว์ประเภท trichromat  
ถึงอย่างนั้น ในระดับความแข้มแสงที่ต่ำ เซลล์รูปแท่งอาจมีส่วนในการเห็นสี ดังนั้น สัตว์อาจจะเพิ่มระดับการเห็นสีเป็นแบบ tetrachromatic

ในมนุษย์  มียีนสีของเซลล์รูปกรวยสองประเภทซึ่งอยู่ที่โครโมโซมเอกซ์  ซึ่งก็คือยีน opsin แบบคลาสสิกกรุ๊ป 2 ที่เรียกว่า  OPN1MW  และ  OPN1MW2
มีการเสนอว่า  เนื่องจากผู้หญิงมีโครโมโซมเอกซ์ 2 โครโมโซมในเซลล์  บางคนอาจจะมียีนสีของเซลล์รูปกรวยที่ต่างจากคนอื่น
และอาจจะเกิดมากเป็น tetrachromat มีเซลล์รูปกรวย 4 ประเภทที่ทำงานได้พร้อม ๆ กัน
โดยที่แต่ละประเภทตอบสนองต่อความยาวคลื่นที่ต่าง ๆ กันในช่วงสเปกตรัมที่เห็นได้ 

งานวิจัยหนึ่งเสนอว่า  2–3% ของผู้หญิงในโลกอาจจะมีเซลล์รูปกรวยประเภทที่  4  ที่อยู่ในระหว่างสีแดงและสีเขียวปกติ  ซึ่งโดยทฤษฎีแล้ว  เพิ่มความสามารถการแยะแยะสีได้อย่างเป็นนัยสำคัญ 
ส่วนอีกงานวิจัยหนึ่งเสนอว่า  ผู้หญิงมีจำนวนถึง  50%  และผู้ชายถึง  8%  อาจจะมีเซลล์รูปกรวยประเภทที่  4  และมีความสามารถในการแยกแยะสีในระดับที่เพิ่มขึ้นตามจำนวนเซลล์รูปกรวยนั้น  เมื่อเทียบกับมนุษย์ที่เป็น  trichromat

ในเดือนมิถุนายน  ปี ค.ศ. 2012  หลังจากที่ได้ทำงานวิจัยมาถึง  20  ปีกับผู้หญิงที่มีเซลล์รูปกรวย  4  ประเภท  (ที่ไม่มีความสามารถเพิ่มขึ้นจริง ๆ)
นักประสาทวิทยาศาสตร์ ดร. เกเบรียล์ จอร์แดน ระบุผู้หญิคนหนึ่ง  (มีรหัสว่า  cDa29)  ที่สามารถตรวจจับสีในระดับที่เพิ่มขึ้นมากกว่ามนุษย์ที่เป็น  trichromat
ซึ่งแสดงถึงความเป็น  tetrachromat  ที่มีเซลล์รูปกรวยประเภทที่ทำงานได้จริง ๆ

มีความแตกต่างมากมายหลายแบบในยีนสีของเซลล์รูปกรวยในหมู่มนุษย์
แต่ภาวะ  tetrachromacy ที่แพร่หลายและชัดที่สุดจะเป็นพวกที่มาจากผู้หญิงที่เป็นพาหะของยีนสีแดงสีเขียวที่ไม่เหมือนปกติ
ซึ่งมักจะถูกรวมกลุ่มอยู่ในพวก "ตาบอดสี" ประเภทตาบอดจางสีแดง  (protanomaly)  หรือตาบอดจางสีเขียว  (deuteranomaly)
เหตุทางชีวภาพของปรากฏการณ์นี้ก็คือการทำงานในกระบวนการ X-inactivationX-inactivation เป็นกระบวนการระงับการทำงานก๊อปปี้หนึ่งของโครโมโซมเอกซ์สองก๊อปปี้ที่มีในผู้หญิง โดยใส่ก๊อปปี้ไว้ในโครงสร้างที่เรียกว่า heterochromatin ที่ไม่สามารถทำการถอดรหัส (transcriptionally inactive) เนื่องจากสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเพศหญิงมีโครโมโซมเอกซ์สองก๊อปปี้ กระบวนการนี้มีผลไม่ให้ผู้หญิงมีผลผลิตของยีนมีจำนวนเป็นสองเท่าของผู้ชาย ผู้มีโครโมโซมเอกซ์เพียงก๊อปปี้เดียว ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีรก (มี branch เป็น "Eutheria") เช่นในหนูหริ่งและในมนุษย์ ก๊อปปี้ไหนได้ระงับการทำงานเกิดขึ้นโดยสุ่ม แต่เมื่อได้ระงับแล้ว เซลล์นั้นและลูกหลานของเซลล์นั้นจะมีก๊อปปี้เดียวที่ทำงานตลอดชีวิตของสัตว์นั้น ส่วนในอันดับสัตว์มีกระเป๋าหน้าท้อง การระงับการทำงานเกิดขึ้นกับก๊อปปี้ของโครโมโซมเอกซ์ที่มาจากทางพ่อโดยส่วนเดียว ของอัลลีลคู่ที่ไม่เหมือนกัน (heterozygotic) ของยีนสีในเรตินา คือเพราะมีการระงับการทำงานของอัลลีลโดยสุ่ม ดังนั้น อัลลีลทั้งคู่ (ที่ไม่เหมือนกัน) อาจจะมีการแสดงออก ทำให้ผู้นั้นมีโคนสี 4 ชนิด นี้เป็นกลไกเดียวกันที่ยังลิงโลกใหม่ (new-world monkey) ให้มีการเห็นแบบ trichromatic

ในมนุษย์  การแปลผลของข้อมูลสายตาในขั้นเบื้องต้นเกิดที่นิวรอนในเรตินา
ยังไม่ชัดเจนว่า  เส้นประสาทเหล่านี้จะมีปฏิกิริยากับข้อมูลสีใหม่อย่างไร  คือไม่รู้ว่า  ระบบประสาทสามารถส่งข้อมูลสีใหม่นั้นโดยเป็นสีต่างหาก  หรือว่า  ต้องรวมข้อมูลสีใหม่ลงในส่วนข้อมูลสีที่มีอยู่แล้ว
ข้อมูลทางตาออกจากตาโดยเส้นประสาทตา  (optic nerve)  ซึ่งจะมีความจุสำรองเพื่อจะส่งข้อมูลเกี่ยวกับสีใหม่หรือไม่ก็ยังไม่รู้
นอกจากนั้นแล้ว  การแปลผลข้อมูลสายตาในระดับสูง ๆ ขึ้นไปก็เกิดขึ้นในสมอง  แต่ก็ยังไม่รู้ว่า  เขตต่าง ๆ เหล่านั้นจะปฏิบัติการอย่างไรถ้ามีทางประสาทที่ส่งข้อมูลสีใหม่ ๆ เกิดขึ้น

หนูหริ่งปกติมีสีของเซลล์รูปกรวยเพียงสองสี  แต่สามารถสร้างหนูให้มีสีแบบที่สาม  หนูที่ทำใหม่นี้  ปรากฏว่าสามารถแยกแยะสีได้มากขึ้น 
ซึ่งเป็นหลักฐานค้านประเด็นคัดค้านที่กล่าวมาแล้ว
แต่ว่า  รายงานผลเกี่ยวกับสภาพพลาสติกของเส้นประสาทตาที่กล่าวไว้ในงานวิจัยนั้นได้ถูกทักท้วงแล้ว

มนุษย์ไม่สามารถเห็นแสงอัลตราไวโอเลตได้โดยตรงเพราะว่าเลนส์ตากั้นแสงที่มีความยาวคลื่นระหว่าง  300-400 nm
ส่วนกระจกตา  (cornea)  กั้นแสงอัลตราไวโอเลตมีคลื่นความยาวที่สั้นกว่านั้น 
อย่างไรก็ดี  เซลล์รับแสง  (photoreceptor)  ของเรตินาปรากฏว่าไวแสงจนเกือบถึงระดับแสงอัลตราไวโอเลต
และบุคคลที่ไม่มีเลนส์ตา  (เป็นอาการที่เรียกว่า  สภาพไร้แก้วตา  ICD-10 H27.0, Q12.3)   สามารถเห็นแสงใกล้แสงอัลตราไวโอเลตเป็นสีน้ำเงินปนขาวหรือสีม่วงปนขาว
ซึ่งอาจเป็นเพราะเซลล์รูปกรวยทั้งสามประเภทมีความไวใกล้ ๆ กันต่อแสงอัลตราไวโอเลต  โดยเซลล์รูปกรวยแบบสีน้ำเงินมีความไวมากที่สุด

ดูเพิ่ม
 ภาวะขยายความรู้สึกจากกาย
 ซูเปอร์เทสเตอร์ (ผู้ที่มีความสามารถรับรู้รสดีกว่าคนอื่น)

เชิงอรรถและอ้างอิง

แหล่งข้อมูลอื่น

 Thompson, Evan (2000) . "Comparative color vision: Quality space and visual ecology." In Steven Davis (Ed.), Color Perception: Philosophical, Psychological, Artistic and Computational Perspectives, pp. 163–186. Oxford: Oxford University Press.
 Looking for Madam Tetrachromat  By Glenn Zorpette. Red Herring magazine, 1 พฤศจิกายน 2000

 Colors - The Perfect Yellow  By Radiolab, 21 May 2012 (Explores tetrachromacy in humans)
  Gabriele Jordan; และคณะ (12 สิงหาคม 2010). The dimensionality of color vision in carriers of anomalous trichromacy. Journal of Vision.


หมวดหมู่:การเห็น
หมวดหมู่:สี