Dalam catatan blog ini, kita akan meneroka prinsip-prinsip di sebalik bagaimana sel kon di mata manusia mengenali dan membezakan pelbagai warna.
Anda mungkin pernah mendengar sekurang-kurangnya sekali bahawa anjing dan kucing buta warna, dan hanya manusia yang boleh membezakan warna. Malah, haiwan peliharaan melihat dunia secara berbeza daripada kita. Mereka sama ada tidak dapat mengesan warna tertentu atau hanya boleh melihat dalam julat warna yang terhad. Walau bagaimanapun, haiwan melihat dunia melalui deria selain warna dan selalunya mempunyai pendengaran dan deria bau yang lebih baik berbanding manusia. Sebaliknya, manusia mempunyai keupayaan yang luar biasa untuk membezakan warna. Walaupun ini tidak 100% benar, adalah betul bahawa manusia lebih sensitif terhadap warna berbanding haiwan lain. Ini disebabkan oleh dua jenis sel fotoreseptor yang kita miliki, khususnya sel kon. Sel kon dalam retina manusia bertindak balas terhadap cahaya merah, hijau dan biru, bergantung pada jenisnya, dan menghantar maklumat ini ke otak. Hakikat bahawa sel kon memainkan peranan ini dalam membezakan warna diketahui umum. Walau bagaimanapun, kebanyakan orang tidak berfikir secara mendalam tentang bagaimana proses ini sebenarnya berfungsi. Jadi, bagaimana sebenarnya sel kon bertindak balas terhadap cahaya? Dan bagaimana sel kon dibahagikan kepada tiga jenis—RGB (merah, hijau dan biru)? Soalan-soalan ini mungkin kelihatan sukar pada pandangan pertama, tetapi sebenarnya ia boleh dijawab dengan pengetahuan daripada sains peringkat sekolah menengah. Mari kita terokai jawapan kepada soalan-soalan ini dengan memberi tumpuan kepada struktur kimia sel kon.
Untuk memahami bagaimana sel kon membezakan warna, kita tidak perlu membedah setiap bahagian sel. Mari kita fokus hanya pada bahagian penyerap cahaya di hujung sel kon. Penglihatan bermula dengan protein yang dipanggil opsin dan retinal, yang mengikatnya. Retina ialah sejenis vitamin A. Penglihatan bermula apabila retina menyerap tenaga cahaya dan berubah menjadi isomer. Isomer merujuk kepada molekul yang mempunyai formula molekul yang sama tetapi struktur yang berbeza, menghasilkan sifat fizikal dan kimia yang berbeza. Agar molekul berubah menjadi isomer lain, ia memerlukan tenaga untuk mengubah strukturnya; dalam kes retina, tenaga ini datang daripada cahaya. Pada ketika ini, tenaga khusus yang diperlukan untuk isomerisasi diperlukan, menyebabkan molekul hanya menyerap panjang gelombang cahaya tertentu. Dengan cara ini, sel kon menyerap panjang gelombang cahaya merah, biru dan hijau tertentu, membolehkannya membezakan warna.
Apa yang menarik di sini ialah proses persepsi warna bukan sekadar fenomena visual tetapi dicapai melalui interaksi kompleks antara sistem saraf dan otak. Apabila cahaya sampai ke sel kon, maklumat ini akan segera dihantar ke otak dan ditukar menjadi warna yang kita rasakan. Pada ketika ini, otak membandingkan keamatan dan panjang gelombang cahaya yang diserap oleh setiap sel kon untuk menghasilkan pelbagai warna yang kita lihat. Dalam erti kata lain, hasil daripada keupayaan pengiraan otak yang luar biasa, kita boleh mencipta kombinasi warna yang hampir tidak terhingga hanya menggunakan tiga warna: merah, hijau dan biru. Oleh kerana proses ini berlaku dengan cepat dan tepat, kita dapat mengenali warna serta-merta dalam kehidupan seharian kita.
Sekarang, mari kita terokai bagaimana sel kon dibahagikan kepada jenis merah, biru dan hijau. Oleh kerana semua sel kon menggunakan retina yang sama, retina sahaja tidak dapat membezakan antara RGB. Sebaliknya, opsin yang terikat pada retinalah yang mewujudkan perbezaan antara jenis sel kon. Opsin ialah sejenis protein, dan unit asas protein ialah asid amino. Dalam setiap asid amino, atom karbon pusat terikat secara kovalen kepada kumpulan amino, kumpulan karboksil dan atom hidrogen. Sifat asid amino ditentukan oleh apa yang terikat dengan ikatan kovalen yang tinggal—dikenali sebagai kumpulan-R. Dalam kes ini, molekul yang terikat pada kumpulan-R opsin berbeza untuk setiap jenis sel kon. Molekul ini menentukan kekuatan interaksi dengan molekul retina.
Mari kita kembali kepada proses retina berubah menjadi isomer. Apabila retina berubah menjadi isomer, tenaga yang diperlukan dipengaruhi oleh daya tarikan molekul di sekelilingnya. Ini kerana ia mesti mengatasi daya ini untuk mengubah strukturnya. Oleh itu, jumlah tenaga yang diperlukan berbeza-beza bergantung pada kekuatan interaksi dengan kumpulan-R opsin, yang membawa kepada penyerapan cahaya pada panjang gelombang yang berbeza.
Setakat ini, kita telah membincangkan bagaimana sel kon menyerap cahaya dengan panjang gelombang tertentu, dengan memberi tumpuan kepada struktur kimianya. Perkara utama ialah apabila sel retina dalam sel kon menyerap cahaya, ia bertukar menjadi isomer untuk mengesan cahaya, dan warna cahaya tersebut dibezakan oleh kumpulan R opsin. Seperti yang dinyatakan sebelum ini, ini boleh dijelaskan menggunakan kurikulum kimia yang diajar di sekolah menengah. Malah, kebanyakan fenomena yang berlaku di sekeliling kita boleh dijelaskan di peringkat sains sekolah menengah. Saya berharap pembaca artikel ini telah menjadi lebih biasa dengan sains kerana ia terpakai dalam kehidupan seharian.
