天空是藍色的，橘子是黃色的，雪是白色的....
我們能夠輕而易舉地分別出種種事物的顏色信息，并知道這些顏色信號背后所蘊含的信息。比如，果實未成熟時的青色預示可怕的生物堿，而紅黃色的果實則提示著果實內含有的豐富糖分。
關于這些顏色信息，我們是怎么具體辨別的呢？我們的人眼是如何做到的呢？
細胞電信號是視覺感知的基礎我們能夠看到物體，是因為這些物體直接或間接地將光線射入我們的眼睛。之所以看到太陽，是因為太陽發出的光線被我們捕捉；之所以看到月亮，是因為月亮反射太陽光線最終被我們感知。無法發出或反射光線的物體，我們是無法感知到的。
在人眼中，物體的光線經人眼的角膜、晶狀體等眼前部結構進入人眼，而眼前部結構是枚可改變厚度的凸透鏡，將光線折射后，進行聚焦，最終倒置投射到視網膜上。
而視網膜上的細胞要感知到外界的光線，必須通過一種叫做細胞電信號傳導機制的方式，來最終將信號傳遞給大腦，進行分析。
細胞由細胞膜包裹，細胞膜是細胞與外界進行物質及信息交流的基礎。細胞膜的骨架由磷脂雙分子層來組成，然后在磷脂雙分子層中，零星的散落著大大小小的蛋白質，有一種蛋白質叫做通道蛋白質，它們是細胞內外離子等物質進行傳輸的通道，而糖蛋白則與細胞信號傳導等有關。
正常情況下，細胞為了維持內外環境穩定的需要，會刻意消耗能量將細胞內的鈉離子刻意泵出細胞外，而同時又將細胞外的鉀離子泵入細胞內。最終造成細胞外的鈉離子濃度往往是細胞內的15倍左右，而細胞內的鉀離子濃度是細胞外的的30倍左右。
我們知道，物質濃度高的一側往往有往濃度低的一側擴散的趨勢。就好比處于大壩高處的水有往向低處流的勢能一樣。細胞的電信號的傳導，就有賴于細胞內外離子的這種濃度差。
當細胞受到擾動時（比如視細胞受到光線照射時），細胞上的離子通道就會被打開，于是就像大壩泄洪一樣，細胞外高濃度的鈉離子就會快速的通過離子通道進入細胞內，而細胞外的鉀離子則會快速進入細胞內。而我們知道，電流的產生原因就是帶電粒子的運動。如此一來，流動著的鈉鉀離子就在細胞膜上形成了電流。
細胞膜上一旦產生電流，就像電線上傳遞的電流一樣，它會隨著細胞膜進行傳遞，最終傳遞到細胞的遠端。于是，細胞就像接力賽一樣，一個傳遞給一個，最終將電信號傳遞給大腦細胞。
總的過程，可以用下圖這張圖概括講述：
細胞膜上的鈉鉀離子通道，受到***后被打開，然后鈉鉀離子就分別進入細胞內和細胞外，而如此最終在細胞膜上產生電流。細胞膜上的電流，最終通過傳遞的形式，傳遞給遠處的細胞。
視覺細胞的顏色之旅而視網膜上完成這份電信號傳導的細胞，是由兩種細胞來完成的——視錐細胞和視桿細胞。
視錐細胞和視桿細胞的命名是以視細胞的尖端部的形態來劃分的，視錐細胞好似一個錐子，而視桿細胞好似根桿子，故分別得名。
有學者認為，視錐細胞是在視桿細胞的基礎上進化而來的。也就是說，在幾億年前，動物眼睛里全都只有一種視細胞——視桿細胞。
視桿細胞頂端寬廣，而視錐細胞尖小。理論上來講，視桿細胞在寬大頂端，面積更大，在感知光線上更加有利才是，怎么還會發展出視錐細胞呢？
通過研究發現，視錐細胞主要分布在中央凹，即光線在視網膜主要投射的部位。而視桿細胞則分布在除外中央凹的部位。
也就是說，視錐細胞分布在視網膜上光線照射充足的地方，而視桿細胞分布在光線微弱的部位。可能是由于長期的演化需要，處于中央凹部位的視桿細胞可以輕而易舉地獲得光線，所以它們開始不滿足于得到光線，它們還想分析光線中寓含的更多信號。
于是，原本長長的桿子，演化成尖端部，如此便可以在小小的中央凹部排列更多的視細胞。密集排列的錐狀的視細胞，相互間演化出只對特定頻率光線敏感的細胞，并通過單線一對一聯系將這份信息傳遞給視神經。
這些視錐細胞就好比家用電視收集電視臺信號一樣，將自己的“錐狀天線”豎起，只要捕捉到特定頻率的光線，就立馬將這份信號通過快速通道傳遞出去。于是，視錐細胞就可以捕捉到不同頻率光線的顏色信息了。
而視桿細胞則還是延續著自己的老套度，盡可能地不錯過任何落在視網膜上的光線。它們通過會聚機制，盡可能多地去采集到落在視網膜上的光線。
正是因為這兩種策略，導致視桿細胞對明暗很敏感但是它無法分析光線的顏色，而視錐細胞對明暗不敏感但是卻可以分析光線的特定顏色。
大腦怎樣感知顏色（可選看）簡單來講，視錐細胞是我們感知不同光線的頻段，并因此看到其顏色信息的原因。但是，實際上，分辨顏色信息是在大腦中來完成的，視錐細胞只不過算是個捕捉顏色的工具。
那么視錐細胞感知到的光線信息是如何被大腦一步步分解，最終被人腦所感知的呢？
實際上，這是個極其復雜的過程。因為光線中不只有顏色信息，還寓含著更多信息。比如，光線明暗變化的感知、光線色彩變化的感知、特定符號的感知、物體運動的信息等等....我們感知到的外界信息有80%是通過視覺系統所捕捉的。故其復雜程度不言而喻。
但是，但就顏色感知來講，大致可以如下講述：
眼球感知到的光線，首先會會聚在視神經上，然后經外側膝狀體，最終來到視皮質區。
到達視皮質區后，大腦才真正開始了深度解析的過程。位于枕葉部的視皮質V1區（初級皮層區），將該信號沿路傳遞給V2區（識別靜態形狀）、V3區（識別動態形狀）、V4區（顏色及色對比形狀）等。
也就是說，至少來講，信息達到V4區才能算是對顏色信息的基本感知。也就是說，人在此處基本能感知到真正意義上的顏色。
但是，要理解顏色等相關更多的信息，還需要借助大腦其他皮層的幫助。所以，這些信息還會依次被傳遞給顳葉、頂葉及額葉進行進一步細致的解碼和分析。
補充最后，再補充一下關于顏色相關的常識。
為什么星星都是亮白色的？天上的星星都是一顆顆像太陽一樣的恒星，實際上它們發出的光線是五顏六色的。但是，因為它們發出的光線很微弱，而我們人眼中只有視桿細胞能夠感知到它，而視錐細胞沒法分析其顏色信息。所以，我們看到的只有明暗信息，也就是星星為什么看起來都是亮白色的了。
動物和我們看到的顏色是一樣的嗎？顯然是不一樣的，只有越高級的動物，看到的顏色信息才越多。靈長目動物是地球上視覺系統極其發達的物種，我們對顏色的感知也是極其優越的。比如狗只有兩種視椎細胞，狗看不見紅色，只看見黃、藍、灰三種顏色。
所以，它們看到的世界應該是下圖這種：
小小的眼睛，看似簡單，但實際上是極其復雜的事物。而感知草場的青綠和夕陽的火紅，卻是生物幾億年來智慧的結晶！有時候人們可能需要用眼睛去“欣賞”這個世界，如此才能體會到生命的偉大！
