今回は、色を見るために欠かせない「眼」の仕組みについて学びます。
眼球の構造や、光を感じ取る細胞など、少し専門的な言葉も登場します。色彩検定3級の中でも理解に時間がかかりやすい分野ですが、図を見ながら役割ごとに整理すると分かりやすくなります。
一度ですべてを覚えようとせず、光が眼に入り、脳へ伝わるまでの流れを意識しながら学習していきましょう。
この記事で分かること
・眼に入った光が網膜に届くまでの仕組み
・眼球を構成する各部位の名称と役割
・網膜で光の情報が処理される流れ
・錐体細胞と杆体細胞の特徴や違い
・色彩検定3級で押さえておきたいポイント
私たちはどのようにして色を感じている？
私たちは視覚によって、物の形や色の情報を得ています。
そのため、色を使って何かを表現したり、色の持つ特性を生かして何かをしようとするときには、色がどのように見えているのかを知るために眼のしくみを知っておかなければなりません。
眼球に光が入ると、まず角膜で屈折が起こり次に水晶体で光を屈折させ網膜に像を結びます。（図.1）
その際、水晶体に届く前に虹彩が瞳孔の大きさを変えて光の入る量を調節します。
そして水晶体に届いた光を網膜に焦点を合わせるために、毛様体の基部にある毛様体筋で水晶体の厚みを調節して網膜に焦点を合わせています。
眼には、それぞれ異なる役割を持つ部位がたくさんあるんだ！
まずは図を見ながら、名称と働きを結び付けて確認しよう。
- 瞳孔（どうこう）
虹彩の中央部にあり、明るい時には小さく暗い時には大きくなる。
いわゆる瞳のこと。 - 角膜（かくまく）
光を眼球内部へ屈折させ集める働きをする。 - 虹彩（こうさい）
瞳孔を広げたり狭めたりする役割をもつ。
それにより眼に入る光の量を調節している。 - 水晶体（すいしょうたい）
眼に入った光を屈折させ網膜へ焦点を合わせる。 - 毛様体（もうようたい）
毛様小帯の緊張を調節することで水晶体の厚みを調節する。 - 毛様小帯（もうようしょうたい）
水晶体の周囲を引っ張る役割。 - 強膜（きょうまく）
眼球の一番外側の部分で、かたい殻の役割を持ち眼球を保護している。
また外光を遮断する役割も持つ。
いわゆる白目の部分。 - 脈絡膜（みゃくらくまく）
強膜と網膜の間にある層。
血管が通っており、眼球全体に栄養を運んでいる。 - 網膜（もうまく）
眼に入った光を感じ取り像を結ぶ部分。
様々な神経細胞から構成されている。 - 硝子体（しょうしたい）
眼球の内部のゼリー状の無色透明の物体。 - 黄斑（おうはん）
網膜の中心部分。 - 中心窩（ちゅうしんか）
黄斑の中心部分。
視神経の密度が非常に高く、小さくくぼんでいる。
網膜の中で最も解像度が高い。 - 視神経（ししんけい）
網膜から脳へと視覚情報を伝達する神経。 - 視神経乳頭（ししんけいにゅうとう）
視神経が束ねられて眼球から出ていく部分。
この部位は視細胞がないため、ここに像が結ばれても見えない。
一度に全部覚えなくても大丈夫！
「光を調節する部分」「像を結ぶ部分」のように、役割ごとに整理すると覚えやすいよ。
眼に入った光はどうやって処理されている？
眼に光が入ると、角膜で光を屈折し次に水晶体でさらに屈折して網膜に届くと解説しました。
その網膜に到達した光は、視細胞（しさいぼう）と言われる錐体細胞（すいたいさいぼう）と杆体細胞（かんたいさいぼう）が感じ取って、神経信号に変換されます。
変換された信号は神経節細胞（しんけいせつさいぼう）へと伝えられ、そこから視神経（ししんけい）を通り脳へと送られます。
網膜は複数の細胞からなる層で構成されています。
脈絡膜側から、色素上皮層（しきそじょうひそう）→視細胞→水平細胞（すいへいさいぼう）→双極細胞（そうきょくさいぼう）→アマクリン細胞→神経節細胞の順に存在し、これらの細胞が網膜で受け取った光の情報を処理しています。（図.2）
図.2を参考に解説しますと、双極細胞は視細胞と神経節細胞を結ぶ役割をしており、水平細胞は視細胞どうしを結び、アマクリン細胞は神経節細胞を結ぶ役割を果たしています。
細胞の順番は混乱しやすいから、いくつかの段階に分けて整理しよう！
まずは、視細胞と神経節細胞を双極細胞がつないでいることを押さえてね。
錐体細胞・杆体細胞をもっと知ろう
さきほど視細胞には錐体細胞と杆体細胞があると解説しましたが、ここでさらに詳しく解説していきます。
錐体細胞は明るいところで働き、杆体細胞は暗いところで働きます。（図.3）
錐体細胞には、短波長の光（青）を感じる”S錐体”、中波長の光（緑）を感じる”M錐体”、長波長の光（赤）を感じる”L錐体”の3種類があります。
この3種類の錐体の組み合わせで人は色を識別しています。
S・M・Lは、Short・Middle・Longの頭文字なんだ！
短波長・中波長・長波長と結び付けると覚えやすいよ。
錐体は感度が低いので十分な光がないと神経信号を出すことができません。
暗い所で私たちが色を認識しずらいのはこのためです。
これに対して杆体は感度が高くわずかな光でも神経信号を出すことができます。
そして杆体は1種類しかなく、明暗の感覚を識別しています。
錐体細胞と杆体細胞は分布している所や数にも違いがあります。
錐体細胞は杆体細胞よりも個数が少なく、黄斑に集中して分布しています。
その中で中心窩には錐体細胞しか存在しておらず、中心窩は網膜の中で最も解像度が高く、私たちが物をじっくり見る時はこの部分を使っています。
杆体細胞は錐体細胞よりも個数が多く、網膜全体に分布しています。
そして中心窩には杆体細胞は存在していません。
錐体細胞と杆体細胞は、働く明るさ・役割・分布を比べながら整理するのがポイントだよ！
練習問題
最後にまとめ問題です。
それぞれの問いに答えてみましょう。
また（ ）に入る言葉を答えましょう。
答えは問題文をタッチすると表示されます。
問題が多いので、ここで少し休憩しよう！
焦らず、一問ずつ確認していけば大丈夫だよ。
お疲れ様でした。
練習問題は全問正解できましたか？
間違えた個所があればもう一度復習してみましょう！
今回は、眼球の構造や網膜の働き、錐体細胞と杆体細胞の違いについて学びました。
眼の仕組みは覚える名称が多く、最初は複雑に感じやすい分野です。
しかし、光が眼に入り、網膜で受け取られ、視神経を通って脳へ伝わる流れを意識すると、それぞれの部位や細胞の役割を整理しやすくなります。
特に、眼球の各部位、網膜を構成する細胞の並び、錐体細胞と杆体細胞の違いは、繰り返し確認しておきましょう。
眼の働きが理解できたら、色が見える仕組みは一通り整理できました。
学習の流れを確認しながら、次へ進みましょう。
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