Die Farbwahrnehmung ist eine faszinierende Reihe physikalischer und chemischer Reaktionen, die es manchen Organismen ermöglichen, in Farbe zu sehen. Der Prozess der Farbwahrnehmung findet buchstäblich nur im Kopf statt, wobei das Auge die Ausrüstung enthält, die auf Licht reagiert, damit das Gehirn es verarbeiten kann. Die Anzahl der Farben, die ein Organismus unterscheiden kann, kann beträchtlich variieren, von Tieren, die ein sehr breites Spektrum von Millionen von Farben sehen können, bis hin zu Tieren, die in einem viel eingeschränkteren Bereich sehen.
Für das Sehen sind zwei Zelltypen im Auge verantwortlich: Stäbchen und Zapfen. Beide Zellen befinden sich in der Netzhaut und reagieren auf Licht, wenn es in das Auge eintritt. Stäbchen sind sehr lichtempfindlich und ermöglichen das Sehen in einer Reihe von Lichtstärken, während Zapfen für Farben bestimmter Wellenlängenbereiche sensibilisiert sind. Der Mensch hat drei verschiedene Arten von Zapfen, die für kurze, mittlere und lange Wellenlängen sensibilisiert sind, und sie reagieren besonders empfindlich auf gelbes und grünes Licht. Organismen mit drei Zapfentypen werden als trichromatisch bezeichnet, und andere Tiere können zwei Zapfentypen (dichromatisch) haben, während andere bis zu fünf Zapfentypen (pentachromatisch) haben.
Bis 2005 gingen die Forscher davon aus, dass die Anzahl der Zapfen im Auge bei allen Menschen ungefähr gleich ist und dass alle Menschen die gleiche Anzahl von verschiedenen Zapfentypen haben. Als jedoch eine bildgebende Technologie entwickelt wurde, mit der man in ein lebendes Auge sehen und zwischen den verschiedenen Arten von vorhandenen Zapfen unterscheiden konnte, erfuhren die Forscher, dass Menschen tatsächlich sehr unregelmäßige Zapfenverteilungen haben. 40% der Zapfen einer Person könnten für Licht mittlerer Wellenlänge empfindlich sein, während eine andere nur halb so viele hat, aber beide Menschen würden Farben auf die gleiche Weise wahrnehmen, was stark darauf hindeutet, dass die Schlüsselaspekte der Farbwahrnehmung im Gehirn stattfinden. nicht das Auge.
Wenn Licht in das Auge eintritt und auf die Zapfen trifft, feuern bestimmte Zapfen als Reaktion auf die Wellenlänge, für die sie sensibilisiert sind. Die Antwort wird entlang des Sehnervs an das Gehirn gesendet, und das Gehirn verarbeitet die Informationen, sodass der Organismus in Farbe sehen kann. Die Farbwahrnehmung ist für viele Tiere wichtig, weil sie verwendet werden kann, um mehr von der natürlichen Umgebung zu unterscheiden, und weil Farben oft als Hinweise verwendet werden. Giftige Pilze zum Beispiel werden manchmal als Warnung hell gefärbt.
Der Prozess der visuellen Wahrnehmung geschieht so schnell, dass Menschen das Gefühl haben, es sei augenblicklich, wenn sie etwas ansehen und es sofort sehen. Auch die Augen geben ständig neue Informationen zurück, sodass der Mensch Veränderungen wie Bewegungen erkennen kann. Obwohl die grundlegende Mechanik der Funktionsweise des Sehens und der Farbwahrnehmung verstanden wird, sind die Prozesse für Forscher immer noch ein wenig mysteriös. Die Mechanismen der Farbenblindheit beispielsweise sind noch nicht vollständig verstanden.