颜色辨别（颜色感应传感器）
天空是蓝色的，橘子是黄色的，雪是白色的....
我们能够轻而易举地分别出种种事物的颜色信息，并知道这些颜色信号背后所蕴含的信息。比如，果实未成熟时的青色预示可怕的生物碱，而红黄色的果实则提示着果实内含有的丰富糖分。
关于这些颜色信息，我们是怎么具体辨别的呢？我们的人眼是如何做到的呢？
细胞电信号是视觉感知的基础我们能够看到物体，是因为这些物体直接或间接地将光线射入我们的眼睛。之所以看到太阳，是因为太阳发出的光线被我们捕捉；之所以看到月亮，是因为月亮反射太阳光线最终被我们感知。无法发出或反射光线的物体，我们是无法感知到的。
在人眼中，物体的光线经人眼的角膜、晶状体等眼前部结构进入人眼，而眼前部结构是枚可改变厚度的凸透镜，将光线折射后，进行聚焦，最终倒置投射到视网膜上。
而视网膜上的细胞要感知到外界的光线，必须通过一种叫做细胞电信号传导机制的方式，来最终将信号传递给大脑，进行分析。
细胞由细胞膜包裹，细胞膜是细胞与外界进行物质及信息交流的基础。细胞膜的骨架由磷脂双分子层来组成，然后在磷脂双分子层中，零星的散落着大大小小的蛋白质，有一种蛋白质叫做通道蛋白质，它们是细胞内外离子等物质进行传输的通道，而糖蛋白则与细胞信号传导等有关。
正常情况下，细胞为了维持内外环境稳定的需要，会刻意消耗能量将细胞内的钠离子刻意泵出细胞外，而同时又将细胞外的钾离子泵入细胞内。最终造成细胞外的钠离子浓度往往是细胞内的15倍左右，而细胞内的钾离子浓度是细胞外的的30倍左右。
我们知道，物质浓度高的一侧往往有往浓度低的一侧扩散的趋势。就好比处于大坝高处的水有往向低处流的势能一样。细胞的电信号的传导，就有赖于细胞内外离子的这种浓度差。
当细胞受到扰动时（比如视细胞受到光线照射时），细胞上的离子通道就会被打开，于是就像大坝泄洪一样，细胞外高浓度的钠离子就会快速的通过离子通道进入细胞内，而细胞外的钾离子则会快速进入细胞内。而我们知道，电流的产生原因就是带电粒子的运动。如此一来，流动着的钠钾离子就在细胞膜上形成了电流。
细胞膜上一旦产生电流，就像电线上传递的电流一样，它会随着细胞膜进行传递，最终传递到细胞的远端。于是，细胞就像接力赛一样，一个传递给一个，最终将电信号传递给大脑细胞。
总的过程，可以用下图这张图概括讲述：
细胞膜上的钠钾离子通道，受到 *** 后被打开，然后钠钾离子就分别进入细胞内和细胞外，而如此最终在细胞膜上产生电流。细胞膜上的电流，最终通过传递的形式，传递给远处的细胞。
而视网膜上完成这份电信号传导的细胞，是由两种细胞来完成的——视锥细胞和视杆细胞。
视锥细胞和视杆细胞的命名是以视细胞的尖端部的形态来划分的，视锥细胞好似一个锥子，而视杆细胞好似根杆子，故分别得名。
有学者认为，视锥细胞是在视杆细胞的基础上进化而来的。也就是说，在几亿年前，动物眼睛里全都只有一种视细胞——视杆细胞。
视杆细胞顶端宽广，而视锥细胞尖小。理论上来讲，视杆细胞在宽大顶端，面积更大，在感知光线上更加有利才是，怎么还会发展出视锥细胞呢？
通过研究发现，视锥细胞主要分布在中央凹，即光线在视网膜主要投射的部位。而视杆细胞则分布在除外中央凹的部位。
也就是说，视锥细胞分布在视网膜上光线照射充足的地方，而视杆细胞分布在光线微弱的部位。可能是由于长期的演化需要，处于中央凹部位的视杆细胞可以轻而易举地获得光线，所以它们开始不满足于得到光线，它们还想分析光线中寓含的更多信号。
于是，原本长长的杆子，演化成尖端部，如此便可以在小小的中央凹部排列更多的视细胞。密集排列的锥状的视细胞，相互间演化出只对特定频率光线敏感的细胞，并通过单线一对一联系将这份信息传递给视神经。
这些视锥细胞就好比家用电视收集电视台信号一样，将自己的“锥状天线”竖起，只要捕捉到特定频率的光线，就立马将这份信号通过快速通道传递出去。于是，视锥细胞就可以捕捉到不同频率光线的颜色信息了。
而视杆细胞则还是延续着自己的老套度，尽可能地不错过任何落在视网膜上的光线。它们通过会聚机制，尽可能多地去采集到落在视网膜上的光线。
正是因为这两种策略，导致视杆细胞对明暗很敏感但是它无法分析光线的颜色，而视锥细胞对明暗不敏感但是却可以分析光线的特定颜色。
大脑怎样感知颜色（可选看）简单来讲，视锥细胞是我们感知不同光线的频段，并因此看到其颜色信息的原因。但是，实际上，分辨颜色信息是在大脑中来完成的，视锥细胞只不过算是个捕捉颜色的工具。
那么视锥细胞感知到的光线信息是如何被大脑一步步分解，最终被人脑所感知的呢？
实际上，这是个极其复杂的过程。因为光线中不只有颜色信息，还寓含着更多信息。比如，光线明暗变化的感知、光线色彩变化的感知、特定符号的感知、物体运动的信息等等....我们感知到的外界信息有80%是通过视觉系统所捕捉的。故其复杂程度不言而喻。
但是，但就颜色感知来讲，大致可以如下讲述：
眼球感知到的光线，首先会会聚在视神经上，然后经外侧膝状体，最终来到视皮质区。
到达视皮质区后，大脑才真正开始了深度解析的过程。位于枕叶部的视皮质V1区（初级皮层区），将该信号沿路传递给V2区（识别静态形状）、V3区（识别动态形状）、V4区（颜色及色对比形状）等。
也就是说，至少来讲，信息达到V4区才能算是对颜色信息的基本感知。也就是说，人在此处基本能感知到真正意义上的颜色。
但是，要理解颜色等相关更多的信息，还需要借助大脑其他皮层的帮助。所以，这些信息还会依次被传递给颞叶、顶叶及额叶进行进一步细致的解码和分析。
补充最后，再补充一下关于颜色相关的常识。
为什么星星都是亮白色的？天上的星星都是一颗颗像太阳一样的恒星，实际上它们发出的光线是五颜六色的。但是，因为它们发出的光线很微弱，而我们人眼中只有视杆细胞能够感知到它，而视锥细胞没法分析其颜色信息。所以，我们看到的只有明暗信息，也就是星星为什么看起来都是亮白色的了。
显然是不一样的，只有越高级的动物，看到的颜色信息才越多。灵长目动物是地球上视觉系统极其发达的物种，我们对颜色的感知也是极其优越的。比如狗只有两种视椎细胞，狗看不见红色，只看见黄、蓝、灰三种颜色。
所以，它们看到的世界应该是下图这种：
小小的眼睛，看似简单，但实际上是极其复杂的事物。而感知草场的青绿和夕阳的火红，却是生物几亿年来智慧的结晶！有时候人们可能需要用眼睛去“欣赏”这个世界，如此才能体会到生命的伟大！
