З моменту, коли німецький фізіолог Евальд Херінг висунув свою теорію в 19 столітті, вчені вважають червоний, жовтий, зелений і синій кольори особливими. Ці кольори можна побачити в будь-якій сучасній кольоровій палітрі.

Ці кольори часто вважаються "чистими", оскільки їх не сприймають як суміші інших кольорів. Наприклад, помаранчевий зазвичай вважається комбінацією жовтого та червоного, тоді як червоний менш імовірно сприймається як суміш помаранчевого та фіолетового.

Незважаючи на деякі експериментальні дані, які підтверджують цю теорію, експерти не змогли точно зв'язати ці чотири кольори з тим, як око сприймає світло або як мозок обробляє кольори.

Це спонукало дослідників з США шукати відповіді в природі. Нещодавно опубліковане дослідження в Journal of the Optical Society of America A може нарешті дати відповіді на питання, чому червоний, жовтий, зелений і синій кольори виділяються.

"Їх особливий статус залишається загадкою", - говорить нейробіолог Олександр Бельстен з Каліфорнійського університету в Берклі.

"Жодна відома властивість світла – конусні фоторецептори в оці або нейронні представлення в мозку – не можуть пояснити, чому ці чотири кольори, а не інші, займають цю привілейовану позицію."

Щоб розгадати цю загадку, Бельстен і його колеги проаналізували понад 500 зображень природного світу, використовуючи комп'ютерні моделі для симуляції того, як людське око реагує на них через три типи світлочутливих клітин (конусів) – одну для довгих, одну для середніх і одну для коротких хвиль світла.

Важливо, що вони виявили, що палітра природи не є рівномірно розподіленою. Існує тенденція до червоного, жовто-зеленого та синього.

"Розподіл кольорів у навколишньому середовищі дуже асиметричний і нерівномірний", - говорить нейробіолог Бруно Ольшаузен з UC Berkeley. "Ніхто ніколи не дивився на це раніше, оскільки наявність таких великих наборів даних є відносно новою".

"Вам потрібно мати мільйони пікселів, щоб почати бачити домінуючі кольори, оскільки деякі кольорові пікселі зустрічаються лише один раз на 100 000 або один раз на мільйон."

Дослідники вважають, що людський мозок спрощує цю вхідну палітру, закріплюючи червоний, жовтий, зелений і синій (плюс чорний і білий) як найпростіший спосіб кодування світу навколо нас.

Це технічно відомо як розріджене кодування, ефективна обробка широкого спектра сенсорної інформації.

Якщо мозок хоче знати, як він може відтворити всі кольори природи, використовуючи якомога менше нейронних "будівельних блоків", виявляється, що червоний проти зеленого, синій проти жовтого та чорний проти білого працюють досить добре.

"Розріджене кодування вводить взаємну ексклюзивність… і дає кольорове представлення, яке відображає феноменологію сприйняття кольору", - говорить Бельстен.

Це теоретичне дослідження, але воно забезпечує відповідність як чотирьом чистим відтінкам, які запропонував Херінг, так і трьом конусам фоторецепторів в очах – не шляхом відображення кожного кольору окремо, а шляхом використання комбінацій, згрупованих навколо основних відтінків.

Наступні кроки полягають у тестуванні цих ідей у реальному світі, з реальними просторовими макетами та формами, а також з фактичними учасниками. Команда також піднімає можливість аналізу сприйняття кольору в інших видах, щоб дізнатися, як різні представники тваринного світу можуть по-різному бачити світ.

"Те, що мене дійсно захоплює, це те, що ми тепер маємо пояснення вперше", - говорить Ольшаузен. "Всі ці частини просто складаються разом. Це майже занадто добре, щоб бути правдою."