为什么黑色才是主要的视觉刺激信号？

-视觉细胞感光分子机制

上图是摘自Principles of Neural Science，我相信看到这张图就会很清楚了。图左边是视杆细胞，图右是视杆细胞上边的部分的放大示意图。一般来说视杆细胞只有一种，不会区分不同光波的波长。而感受光色的是视锥细胞，视锥细胞有三种，这里我不讨论感受光色，我只讨论视杆细胞感光的机制。

感光过程有三步：

（1）光子激活感光受体上的色素分子（light activates pigment molecules in the photoreceptors）

视紫红质（rhodopsin）是一个色素分子，它接受光子能量后会使感光受体（photoreceptor ）结构发生变化，从而激活Gprotein（transducin）

（2）色素分子激活后下降胞内cGMP（Activation of pigment molecules reduces the cytoplasmic concentration of cGMP）

Gprotein（transducin）激活cGMP 磷酸二酯酶（Phodphodiesterase），使cGMP水解成为5‘-GMP。

（3）cGMP浓度下降关闭cGMP-钠通道，从而使感光细胞超极化（the reduction in cGMP concentration closes cGMP-Gated ion channels，thus hyperpolarizing the photoreceptor）

而细胞内超极化，使轴突部分释放的Glutamate 量减少。

因此，总的结果如上图所示：在暗的情况下，Na通道开放-Na离子内流-去极化；在亮的情况下Na通道闭合-Na离子不内流-超极化。

这就是视觉细胞感受暗的机制。而一般情况下，比如人都是在白天活动的动物，光的刺激总是一贯的，因此只有当对暗的、黑色的线条或物体有感应才有意义。