網膜
視細胞(photoreceptor)は網膜の視細胞層から外網状層にかけて存在し、光刺激を吸収して電気信号へと変換する役割を持つ。視細胞には、明所で機能する錐体(cone)と、暗所で機能する杆体(または桿体、rod)の2種類がある。錐体には光吸収の波長特性が異なるものが存在する。
錐体や杆体の外節と呼ばれる部分には視物質が蓄えられている。視物質は蛋白質オプシンにレチナールが結合した色素蛋白質で、オプシンのアミノ酸配列の違いにより吸収波長が異なる。錐体の持つオプシンとしては、紫外型・青型・緑型・赤型の4種類が知られる。
ヒトの錐体では、視物質として異なる蛋白質オプシンを持つ3種類の細胞がある。それぞれ吸収波長が異なっており、L錐体(赤錐体)、M錐体(緑錐体)、S錐体(青錐体)と呼ばれる。これら3種類の錐体の興奮の割合の違いを利用して色を区別している。この3種類の錐体の1個〜複数個の欠損または吸収波長の違いにより色覚異常(色盲、色弱)が生じる。一方の杆体は視物質ロドプシンを持つ。杆体は1種類しかなく、色(波長)の違いを区別できない。
このような視物質は数段階の化学変化を経て、細胞膜のイオンチャネルを開閉させ、その結果、イオン電流が発生して緩やかな電位変化をもたらす。網膜の多くの神経細胞は、脳神経系などで見られる活動電位と呼ばれるスパイク状の電位変化とは異なり、緩やかな電位変化を発生する。