Photorezeptoren sind Nervenzellen, die lichtempfindlich sind. Diese Zellen befinden sich im Auge und ermöglichen einem Organismus das Sehen, und der Prozess, durch den sie arbeiten, ist komplex und ziemlich faszinierend. Es gibt drei Arten von Photorezeptoren: Stäbchen, Zapfen und lichtempfindliche Ganglienzellen, die jeweils eine unterschiedliche Rolle beim Sehen spielen.
Wenn ein Photorezeptor Licht ausgesetzt wird, werden lichtempfindliche Proteine im Neuron stimuliert, was eine Reihe von Reaktionen auslöst, die das Licht in ein Signal umwandeln, das vom Gehirn gelesen werden kann. Dieser Prozess geschieht in Bruchteilen einer Sekunde und ermöglicht es einem Fotorezeptor, dem Gehirn ständige Informationen über die visuelle Umgebung zu liefern. Bestimmte Photorezeptoren sind für bestimmte Spektren sensibilisiert, und das Gehirn verwendet die Informationen dieser Zellen, um Farben zu unterscheiden. Anstatt buchstäblich Farbe zu sehen, reagiert der Photorezeptor mit anderen Worten auf bestimmte Spektren, und das Gehirn mittelt die Antworten, um zu bestimmen, was das Auge sieht.
Photorezeptorzellen, die für bestimmte Spektren sensibilisiert wurden, werden als Zapfen bezeichnet, die Zellen, die es den Menschen ermöglichen, Farben zu „sehen“. Diese Zellen haben eine kegelähnliche Form, wenn sie unter Vergrößerung betrachtet werden, was den Namen erklärt, und sie benötigen helles Licht, um effektiv zu funktionieren. Stäbchen hingegen funktionieren bei sehr schwachem Licht, unterscheiden aber Farben nicht gut. Viele Organismen haben eine Mischung aus Stäbchen und Zapfen, die ein Gleichgewicht zwischen guter Sicht im Dunkeln und der Fähigkeit zur Unterscheidung von Farben herstellen soll.
Die dritte Art von Photorezeptoren, lichtempfindliche Ganglienzellen, scheinen eine Rolle im zirkadianen Rhythmus zu spielen, und sie können auch die Pupillengröße steuern, indem sie dem Gehirn Informationen darüber liefern, wie viel Licht zur Verfügung steht. Neben Stäbchen und Zapfen befinden sich die lichtempfindlichen Ganglienzellen in der Netzhaut des Auges. Diese Zellen wurden in den 1990er Jahren entdeckt, lange nachdem das Vorhandensein von Stäbchen und Zapfen festgestellt worden war. Forscher haben diese Zellen untersucht, indem sie Probanden mit blockierten Eingängen von Stäbchen und Zapfen untersuchten.
Damit Photorezeptoren richtig funktionieren, benötigen sie eine stetige Versorgung mit Proteinen, die sie zum Erkennen von Licht verwenden. Eines dieser Proteine wird bekanntermaßen aus Vitamin A synthetisiert, weshalb die Menschen ermutigt werden, viel dieses Vitamins in ihre Ernährung aufzunehmen. Ernährungsmängel können zu einer verminderten Produktion dieser Proteine führen und Sehstörungen verursachen. Einige Beispiele für Proteine, die in Photorezeptoren gefunden werden, umfassen: Melanopsin, Opsin und Retinal.