Olo: Hoe wetenschappers een ‘ongekende’ kleur ontdekten

Een blauwgroen dat verzadigder is dan alle andere kleuren die u ooit in het echt hebt gezien. “Onze monden vielen open.” Hier is een eenvoudige beschrijving van onderzoekers die een studie uitvoerden waarin ze door middel van laserstralen gericht op de pupil van een oog de natuurlijke grenzen van het zicht konden overschrijden. Drie van de vijf deelnemers waren co-auteurs van het onderzoek. Zij werden vergezeld door twee collega's van de Universiteit van Washington, die niet op de hoogte waren van het doel van het onderzoek.

Maar wees voorzichtig, mensen zullen de nieuwe nuances niet meer kunnen waarnemen. Er komt geen nieuwe wereld van kleuren. "Dit is niet echt een consumentenapparaat. Dit is basale visuele wetenschap en een neurowetenschappelijk project", zegt Ren Ng, hoogleraar elektrotechniek en computerwetenschappen aan de Universiteit van Californië, Berkeley. Hij voegt eraan toe: "We voorspelden vanaf het begin dat het eruit zou zien als een ongekend kleursignaal, maar we wisten niet wat de hersenen ermee zouden doen."

De enige vijf mensen ter wereld die de nieuwe kleur konden zien, gingen een donker laboratorium binnen en zaten daar. Er waren lasers, spiegels, vervormende spiegels, modulatoren en lichtdetectoren. Elke deelnemer moest op een balk bijten om er zeker van te zijn dat zijn hoofd en ogen stil waren terwijl de laser op zijn netvlies werd afgevuurd. Op een armlengte afstand zag hij een klein vierkantje licht, ter grootte van een duimnagel.

In dit blauwgroene vierkant (de Smaragden Stad uit The Wizard of Oz van L. Frank Baum, waar alles er schitterend groen uitziet), dat Olo is genoemd, is blauwgroen het dichtstbijzijnde dat je kunt zien. Het wordt weergegeven door de hexadecimale code #00ffcc.

Dit onderzoek, in april gepubliceerd in Science Advances , bleek nuttig bij het beantwoorden van fundamentele wetenschappelijke vragen over de wijze waarop de hersenen visuele waarnemingen van de wereld creëren. Het kan echter ook andere toepassingen hebben. Door gepersonaliseerde stimulatie van cellen in het netvlies kunnen specialisten meer te weten komen over kleurenblindheid (het onvermogen of de moeite om kleurverschillen te onderscheiden) of over ziektes die het gezichtsvermogen aantasten, zoals retinitis pigmentosa, een degeneratieve aandoening van het netvlies die progressief verlies van het gezichtsvermogen veroorzaakt en tot blindheid kan leiden.

De kracht van het groen

"Die kleur kun je niet overbrengen in een artikel of op een monitor. Dat is niet de kleur die we zien, die is er gewoon niet. De kleur die we zien is er een variant op, maar die verbleekt in vergelijking met de Olo-ervaring", zegt Austin Roorda, hoogleraar visuele wetenschappen en onderzoeker in het team.

De Berkeley Five wisten één beperking te overwinnen: ze gebruikten lasers om heel gericht kleine doses licht toe te dienen aan specifieke kegeltjes in het menselijk oog. Er zijn drie typen kegeltjes die gevoelig zijn voor lange (L), middellange (M) en korte (S) golflengten van licht, respectievelijk voor rode, groene en blauwe tinten.

Ze begonnen met het in kaart brengen van een klein gedeelte van iemands netvlies om de posities van de M-kegeltjes te identificeren, die gevoelig zijn voor verschillende groene golflengtes. Nadat de laser rekening heeft gehouden met de oogbeweging, vuurt hij een klein lichtstraaltje af om de cel te stimuleren, voordat hij naar de volgende kegel gaat. Er verschijnt een gekleurde vlek in het gezichtsveld die ongeveer twee keer zo groot is als een volle maan. Een kleur die buiten het natuurlijke bereik van het blote oog ligt, omdat de M-kegeltjes bijna uitsluitend worden gestimuleerd. De naam Olo komt van het binaire getal 010, wat aangeeft dat van de L-, M- en S-kegeltjes alleen de M-kegeltjes worden geactiveerd.

De drie kegeltypen werken met overlappende lichtbanden: licht dat de M-kegeltjes activeert, activeert ook de S- of L-kegeltjes. "Er is geen enkel lichttype ter wereld dat alleen M-kegelcellen kan activeren. Als deze geactiveerd worden, wordt een of beide andere typen cellen zeker ook geactiveerd", legt Ren Ng uit.

Voor John Barbur, hoogleraar optica en visuele wetenschappen en directeur van City St. George's aan de Universiteit van Londen, heeft deze studie een ‘beperkte waarde’ omdat ‘het geen nieuwe kleur is’. “Het is een meer verzadigde groene kleur die alleen kan worden geproduceerd bij een persoon met een normaal rood-groen kleurmechanisme als de enige informatie afkomstig is van de M-kegeltjes.”

Voor Manuel Spitschan daarentegen, die de effecten van licht op menselijk gedrag bestudeert aan het Max Planck Instituut voor Biologische Cybernetica aan de Technische Universiteit München in Duitsland en geen deel uitmaakte van het nieuwe onderzoeksexperiment, is het "een fascinerende studie, een werkelijk baanbrekende vooruitgang in het begrijpen van de fotoreceptormechanismen die ten grondslag liggen aan kleurenzien. Het technische onderzoek dat hiervoor nodig is, is enorm. De vraag is hoe deze vooruitgang kan worden benut."