Bevor man Farbenblindheit verstehen kann, muss man zuerst verstehen, wie das normale Farbensehen funktioniert. Dieser Mechanismus, zugleich physikalisch und neurologisch, ist komplexer, als er scheint.
Was ist sichtbares Licht?
Licht ist eine elektromagnetische Welle. Wie die kleinen Wellen, die entstehen, wenn man einen Kieselstein ins Wasser wirft, ist eine Welle die Ausbreitung einer Störung in einem Feld.
Das menschliche Auge nimmt nur einen winzigen Teil des elektromagnetischen Spektrums wahr: Wellenlängen zwischen etwa 400 und 700 Nanometern.
Unterhalb von 400 nm beginnt das Ultraviolett, für uns unsichtbar, für manche Insekten aber wahrnehmbar. Oberhalb von 700 nm liegt das Infrarot. Unser Fenster zur farbigen Welt ist also schmal, aber ausreichend, um Millionen von Nuancen zu unterscheiden.
Wenn Licht auf einen Gegenstand trifft, wird ein Teil absorbiert und ein Teil reflektiert. Dieses reflektierte Licht fängt unser Auge auf:
Die Rolle der Zapfen der Netzhaut
Im hinteren Teil des Auges enthält die Netzhaut zwei Arten von Photorezeptoren: Stäbchen (Nachtsehen, in Graustufen) und Zapfen (Tagsehen, in Farbe).
Es gibt drei Zapfentypen, die jeweils für einen Bereich von Wellenlängen empfindlich sind:
- S-Zapfen („blau“): empfindlich für kurze Wellenlängen, um 420 nm
- M-Zapfen („grün“): maximale Empfindlichkeit um 530 nm
- L-Zapfen („rot“): die einzigen, die lange Wellenlängen wahrnehmen, um 560 nm
Das Gehirn empfängt die Signale der drei Zapfentypen gleichzeitig und verrechnet sie zur Farbempfindung.
Diese neurologische Mischung ermöglicht es uns, je nach Schätzung einige Hunderttausend bis mehrere Millionen verschiedene Nuancen zu unterscheiden¹.
Wie sich Farbenblindheit erklärt
Bei einer farbenblinden Person funktionieren ein oder mehrere Zapfentypen nicht richtig oder fehlen. Das Gehirn erhält dann ein unvollständiges oder verzerrtes Signal, das es daran hindert, bestimmte Wellenlängen zu unterscheiden.
Man unterscheidet mehrere Situationen:
- Typisches trichromatisches Sehen: Die drei Zapfentypen funktionieren einwandfrei
- Anomale Trichromasie: Die Zapfen sind vorhanden, aber ihre spektrale Empfindlichkeit ist verschoben (Deuteranomalie, Protanomalie, Tritanomalie)
- Dichromasie: Ein Zapfentyp fehlt (Deuteranopie, Protanopie, Tritanopie)
- Achromatopsie: vollständiges Fehlen funktionierender Zapfen, Sehen nur in Graustufen
Die Einzelheiten zu jeder Art, Häufigkeit und genauer Mechanismus, behandelt ein eigener Artikel. Um herauszufinden, wo Sie stehen, gibt unser Online-Test einen ersten Anhaltspunkt.
Sehen wir alle dasselbe Weiß?
Ja. Auch Farbenblinde nehmen Weiß genauso wahr wie Menschen mit typischem Sehen. Weiß entspricht der gleichzeitigen und ausgewogenen Reizung der drei Zapfentypen; da jeder eine gewisse Empfindlichkeit für lange Wellenlängen behält, bleibt die Wahrnehmung von Weiß stimmig.
Dagegen sind manche Menschen Tetrachromaten: Sie besitzen vier Zapfentypen statt drei. Diese Menschen könnten Unterschiede wahrnehmen, die für den Rest der Bevölkerung unsichtbar sind, insbesondere bei bestimmten Lichtzusammensetzungen, die uns weiß erscheinen.
Und Schwarz?
Schwarze Gegenstände absorbieren praktisch alle sichtbaren Wellenlängen. Kein Zapfen wird unterschiedlich gereizt, und die Empfindung ist für alle identisch: das Fehlen von Farbe.
Farbensehen im Tierreich
Menschen sind bei der Farbwahrnehmung nicht am besten ausgestattet:
Die Biene zeigt gut, dass dieselbe Zahl von Zapfen wie bei uns nicht bedeutet, dieselbe Welt zu sehen: Sie ist Trichromat wie ein Mensch mit typischem Sehen, aber ihr Zapfensatz ist zu kurzen Wellenlängen hin verschoben, also Ultraviolett, Blau und Grün³, wo unserer Blau, Grün und Rot abdeckt. Das Ergebnis: Eine Biene sieht kein Rot, nimmt aber Ultraviolett wahr, das für uns unsichtbar ist und verborgene Muster auf Blüten sichtbar macht.
Das heißt aber nicht, dass mehr Zapfen automatisch „mehr Farben sehen“ bedeutet: Die Verarbeitung im Gehirn spielt eine ebenso entscheidende Rolle. So ist es beim Fangschreckenkrebs, dessen feine Farbunterscheidung trotz seiner Rekordzahl an Photorezeptoren schlechter bleibt als unsere².
Wissenschaftliche Quellen
¹ Die Schätzungen der Zahl der Farben, die das menschliche Auge unterscheiden kann, schwanken je nach Methode stark (von einigen Hunderttausend im tatsächlichen Gebrauch bis zu mehreren Millionen als theoretische Kapazität); in der Literatur gibt es keinen einheitlichen Wert.
² Thoen HH, How MJ, Chiou TH, Marshall J. A Different Form of Color Vision in Mantis Shrimp. Science, 2014;343(6169):411-413. doi:10.1126/science.1245824, zum atypischen Mechanismus des Farbensehens des Fangschreckenkrebses trotz seiner Rekordzahl an Photorezeptoren.
³ Skorupski P, Chittka L. Photoreceptor Spectral Sensitivity in the Bumblebee, Bombus impatiens. PLoS ONE, 2010;5(8):e12049. Empfindlichkeitsmaxima der drei Photorezeptoren um 347 nm (UV), 424 nm (Blau) und 539 nm (Grün) bei der Hummel, ein Profil, das dem der Honigbiene vergleichbar ist.
