2025.09.1

色が見えるしくみを徹底解説｜網膜・視細胞・ロドプシン・フォトプシンの役割とは？

＼ようこそ！新潟市の印刷会社「株式会社新潟フレキソ」のブログへ／よかったらぜひ、[当社トップページ](https://n-flexo.co.jp)もご覧ください！
名刺・チラシ・封筒・冊子・伝票からＴシャツプリントまで、新潟市で幅広く対応しています。

第0章｜導入──色が見えるのは“どこ”なのか？

👁️ 色は「どこで」感じているのか？

私たちは毎日あたりまえのように、赤い花を「赤い」と感じ、青空を「青い」と思っています。
けれど──その「色が見える」という現象は、目のどこで起きているのでしょうか？

角膜？瞳？水晶体？
実はそれらはすべて、“光を通すための部品”にすぎません。

🔬「色を感じる」その瞬間は、網膜の中で起きている

答えは、**目の一番奥にある「網膜（もうまく）」**という薄い膜。
その中に存在する「視細胞」という特殊な細胞が、
光を“電気信号”に変えることで、はじめて「見える」がスタートします。

しかもこの視細胞には、

色を感じるための錐体細胞（すいたい）
明るさを感じるための桿体細胞（かんたい）

という2種類があり、そこに**色を見分けるための“光センサー”（オプシン）**が組み込まれているのです。

📌 このブログでわかること

「網膜とは何か？」「視細胞とは何か？」をわかりやすく解説
ロドプシンとフォトプシン、それぞれの役割と違い
人間が“赤・緑・青”で色を感じている理由
そして、「色覚はどこで起きているか？」の答えにたどり着く

🧠 目は“映す”だけじゃない、“感じている”

カメラのセンサーや印刷物は、たしかに色を「再現」します。
でも、**人間の目だけが“色を感じる”**ことができます。

その感覚の起点──それが、**網膜の視細胞の中にある“たった数種類の分子”**なのです。

次章では、色覚の舞台である「網膜」のしくみから順に、
“見える”の正体をひとつずつひもといていきます。

第1章｜網膜の構造とは？──視覚のすべてが始まる場所

🧪「網膜（もうまく）」は目のセンサーそのもの

人間の目の奥には、厚さわずか0.2ミリほどの薄い膜状の組織があります。
これが「網膜（retina）」と呼ばれる部分で、視覚のスタート地点です。

網膜はただの膜ではありません。
ここには「視細胞（photoreceptor cell）」という特殊な細胞が敷き詰められており、
入ってきた光を“電気信号”に変える、いわば“生体センサー”の集合体なのです。

🔍 網膜の位置と役割は？

網膜は目の一番奥──ちょうど目の裏側の内壁全体に広がる構造です。

カメラにたとえるなら：

角膜や水晶体＝レンズ
硝子体＝空気や距離
網膜＝撮像素子（CCD）やフィルム

つまり、光を集めてピントを合わせるのが前段階。
その光を“感じて処理する”のが網膜の役割です。

🧠 網膜は“ただの壁”じゃない──複雑な神経構造

網膜の中には実に10層以上の細胞層があり、視細胞のほかにも：

双極細胞（視細胞の信号をまとめる）
水平細胞・アマクリン細胞（信号を調整・比較）
神経節細胞（最終的な信号を脳へ送る）

といった多段階の中継ネットワークが存在しています。
つまり、網膜は単なる“光の受け皿”ではなく、**情報処理を始めている“脳の出張所”**ともいえるのです。

📍 網膜内の“場所”によって、見えるものも違う

網膜はどこでも同じ性能ではありません。とくに重要なのが以下の3か所：

■ 中心窩（ちゅうしんか）・黄斑部

網膜のど真ん中にある部分で、視力が最も高い
色覚と細かい視力を担う錐体細胞が集中

■ 盲点（もうてん）

視神経が網膜から出ていく“出口”
視細胞が存在しない＝何も感じられない場所
普段は脳が周囲から補完して“気づかせない”ようにしている

■ 周辺網膜

視野の外側部分
桿体細胞が多く、暗所視や動きの検出に強い

🔑 網膜が“視覚の本丸”である理由

視覚の始まりは「光が網膜に届くこと」
でも真に大事なのは、「網膜がそれを信号に変えること」
光の粒＝フォトンを、分子レベルで受け取り、神経信号に変換する場所こそ網膜

次章では、その網膜の中に並ぶ視細胞＝桿体細胞と錐体細胞の違いを、より具体的に見ていきましょう。

第2章｜視細胞の2種類──桿体細胞と錐体細胞の役割のちがい

👁️ 見える世界は「2つの視細胞」によって成り立っている

網膜の中にびっしりと敷き詰められているのが、視細胞（photoreceptor cell）です。
この視細胞には大きく分けて、以下の2種類があります：

桿体細胞（かんたいさいぼう / rod cell）
錐体細胞（すいたいさいぼう / cone cell）

それぞれがまったく異なる特性と役割を持っていて、
この2つが協力することで、私たちは昼も夜も、明るさも色も認識できるようになっています。

🔦 桿体細胞──暗い場所で“光の有無”を感知する

網膜全体に分布し、特に周辺部に多い
1億個以上存在し、数で言えば圧倒的多数
明るさや動きに敏感、モノクロ視覚の主役
非常に高感度で、わずかな光でも反応する

つまり桿体細胞は、
→ 「光があるか、ないか」
→ 「何かが動いた」
を瞬時に検知する、“夜目”や“視野の周辺感知”のエキスパートです。

📌 桿体細胞に含まれる光受容体タンパク質は**ロドプシン（rhodopsin）**のみ。

🌈 錐体細胞──明るい場所で“色と形”を感じる

主に網膜中央の黄斑・中心窩に集中
数はおよそ600万個程度
明るい場所でしか働かないが、高精細・高解像度
色の違いや細かい形を判別する

錐体細胞は、
→ 「それは赤か、青か、緑か？」
→ 「何の文字か、どんな顔か？」
というような、“ディテール”や“色の情報”を担当する昼間視の主役です。

📌 錐体細胞にある光受容体タンパク質はフォトプシン（photopsin）3種類（L/M/S型）。

🧪 桿体細胞と錐体細胞の比較表

特徴	桿体細胞	錐体細胞
数量	約1億個	約600万個
分布	網膜の周辺部	黄斑・中心窩に集中
感度	高感度（暗所に強い）	低感度（明所で働く）
色覚	なし（白黒）	あり（赤・緑・青）
視力	粗い	高精細
担当	暗所視、動き、光の有無	昼間視、色覚、形の認識
受容体	ロドプシン	フォトプシン（L/M/S）

🎯 2種類の視細胞があるからこそ、“万能な視覚”が成立する

暗い夜道でも、ネオンサインの色を見分けられる。
映画館で、画面の微妙な色調の違いに気づける。

これらはすべて、桿体細胞と錐体細胞の両方が働いているからできることです。

次章では、この2つのうち「暗所視」を支える**ロドプシン（rhodopsin）**の正体と、その働きについて詳しく解説していきます。

第3章｜ロドプシンとは何か？──光を感じる“夜目のセンサー”

🌌 暗闇の中でも“見える”理由──それがロドプシン

真っ暗な部屋で、かすかな光だけを頼りに物の輪郭が見えた経験はありませんか？
それを可能にしているのが、**桿体細胞に存在する「ロドプシン（rhodopsin）」**という光受容体タンパク質です。

この物質は、人間の夜間視覚を支える“光スイッチ”の正体といっても過言ではありません。

🧪 ロドプシンの構造──2つのパーツでできている

ロドプシンは、以下の2つの成分からできています：

■ オプシン（opsin）

タンパク質本体
7回膜貫通型のGタンパク質共役受容体（GPCR）

■ 11-シスレチナール（11-cis-retinal）

ビタミンA由来の色素分子
光を受けると構造が変わり、オプシンにスイッチを入れる

📌 この**“オプシン＋レチナール”のセット＝ロドプシン**です。

🔁 光を感じる流れ──ロドプシンの作動メカニズム

ロドプシンに光（フォトン）が当たる
レチナールが11-cis型 → all-trans型に“ねじれる”
オプシンの構造が変化
Gタンパク質（トランスデューシン）が活性化
イオンチャネルが閉じ、電位が変化
電気信号が脳へ伝えられる

🧠 つまりロドプシンは、光エネルギーを神経信号に変える分子装置なのです。

⚠️ ビタミンAが不足すると、ロドプシンが作れない

ロドプシンに必要なレチナールは、体内で**ビタミンA（レチノール）**から合成されます。
つまり、ビタミンAが不足するとロドプシンが合成できず、暗所で見えなくなる＝夜盲症になります。

📌 よく言われる「にんじんは目にいい」は、ここから来た話です。

🟣 ロドプシンが“紫色”なのはなぜ？

ロドプシンは、人の可視光の中で**短めの波長（およそ498nm）**に吸収ピークを持ちます。
これにより、わずかに紫〜赤褐色に見える性質があり、光を吸収するたびに脱色する（ブリーチング）という特徴も持っています。

🧪 その波長域を“最も効率よく吸収できる”ために紫に近い色をしているのです。

📌 ロドプシンまとめ

ロドプシンは桿体細胞にある光受容体タンパク質
構造はオプシン＋11-シスレチナール
光を受けて構造変化し、電気信号を発生させる
暗所視（夜間視覚）を可能にする中心成分
ビタミンA不足＝夜盲症のリスク

次章では、もうひとつの主役──**色覚のセンサー「フォトプシン」**について見ていきます。
赤・緑・青が見える仕組みを、“たった3つのタンパク質”から解説します。

第4章｜フォトプシンとは？──色覚をつくる3種類のセンサー

🌈 人間の色覚は“たった3つのセンサー”でできている

私たちが「赤い」「青い」「緑っぽい」と感じることができるのは、
**錐体細胞（すいたいさいぼう）の中に存在するフォトプシン（photopsin）**というタンパク質のおかげです。

このフォトプシンは、光の波長に応じて3種類があり、
それぞれ赤・緑・青の光に感度を持つ──まさに生体内のRGBセンサーなのです。

🧪 フォトプシンの種類と特徴

フォトプシンは以下のように分類されます：

フォトプシン名	波長感度の範囲	対応する色	別名オプシン
S型	約420nm	青〜紫	S-opsin（short）
M型	約530nm	緑	M-opsin（medium）
L型	約560nm	赤〜橙	L-opsin（long）

この3つのセンサーがそれぞれ異なる範囲の光を検知し、
その比率から脳が「色」を判断しているというわけです。

📌 フォトプシンもロドプシンと同様、
オプシン＋11-シスレチナールという構造を持ち、光の受容で電気信号を生み出します。

🧠 色の正体は“比率”でしかない

ここで驚くべき事実をひとつ：

🔍 人間の色覚は、3つのフォトプシンの“相対的な反応比”で決まっているだけ。

たとえば、赤と緑の中間の光が目に入ったとき、
L型とM型の両方が同時に反応するので、脳はそれを「黄色」と認識します。

つまり「黄色」というフォトプシンは存在しない。
3種類のセンサーの“比率のグラデーション”が色覚の正体なのです。

🔬 ヘルムホルツの三色説と完全に一致

このしくみは、19世紀にトーマス・ヤングとヘルマン・フォン・ヘルムホルツが提唱した
**「三色説（Young–Helmholtz theory）」**そのものです。

👓 「人間の目には3種類の色センサーがあり、それぞれ赤・緑・青に反応している」

という仮説が、現代の分子生物学によって錐体内の3種類のオプシン（＝フォトプシン）として実証されました。

📌 フォトプシン＝三色説の実体化
これは科学史における“予言的中”の好例です。

▶併せて読みたい記事　ヘルマン・フォン・ヘルムホルツとは誰か？──ヤングの三色説を実証した“感覚科学の巨人”

🧬 色覚異常とフォトプシン

L型やM型が欠損・異常な場合：赤緑色覚異常（色弱）
S型が欠損：青黄色覚異常（稀）
すべての錐体細胞が欠損：完全色覚異常（全色盲／モノクロ視）

つまり、たった1種類のオプシンが欠けるだけで色の世界は大きく変わる。
それほどまでに、フォトプシンは色覚にとって重要なのです。

📌 フォトプシンまとめ

フォトプシンは錐体細胞にある光受容体タンパク質
3種類（L/M/S）で、それぞれ赤・緑・青の光に反応
構造はロドプシンとほぼ同じ（オプシン＋レチナール）
三色説と一致し、人間の色覚の科学的基盤を支えている
色覚異常はフォトプシンの欠損・異常で発生する

次章では、ここまでの話を一度整理し、
「人間は“どこで色を感じているのか？”」をもう一度振り返ります。

第5章｜まとめ──色を感じているのは、目の“この一点”だった

🧠「色が見える」は、目の奥の“微小な分子”から始まる

ここまでの話を振り返ると、
私たちが「色が見える」「明るさを感じる」といった視覚体験をしているのは、
すべて目の中の“網膜”にある視細胞のおかげでした。

とくに──

暗い場所で働く桿体細胞（ロドプシン）
色を見分ける錐体細胞（フォトプシン）

という2種類の視細胞が、
それぞれ光を検知して電気信号へと変換することで、視覚がスタートしています。

🎯 色は“外の世界”には存在しない──それは網膜で感じている感覚

この事実はとても重要です：

✅ 色は網膜の中のフォトプシンの反応によって“生まれている”感覚であって、
✅ 世界に“赤”や“青”というラベルが貼られているわけではない。

つまり、赤く見えるのは、L型フォトプシンが強く反応しているから。
青く見えるのは、S型が反応しているから。

🔬 それらを相対的に解釈して“色”として認識しているのは脳ですが、
「色そのものを感じ取っている」のは、まさに網膜内のたった3つの光センサーなのです。

📸 カメラは色を“記録する”、私たちは色を“感じる”

カメラやディスプレイは、RGBの光を組み合わせて“色を再現”します。
しかし、人間の目はその光を感覚として“感じ取って”いる。

✅ 色覚とは「物体の色」ではなく、「目のセンサーが反応した結果、生まれる体験」。

この視点を持つと、
「色が見えるとはどういうことか？」という問いが、
物理から生物へ、そして感覚へと接続されていきます。

🔖 まとめ：色覚は、網膜の中の“たった3つの受容体”から生まれる

要素	内容
場所	網膜の錐体細胞内
センサー	フォトプシン（L型・M型・S型）
働き	光の波長に応じて反応し、電気信号を生む
結果	脳が色として“解釈”する
つまり	色は網膜でしか感じられない“主観的現象”である