色覚異常、色覚欠損（CVD）、色異常、色覚障害は、色、色の違い、色合いの区別ができなくなることです。[2]色覚異常の重症度は、ほとんど気づかない程度から、全く色を知覚できない状態まで様々です。

色覚異常は通常、網膜にある色覚を司る3種類の錐体細胞のうち、1つ以上の機能に性別に関連した 遺伝的問題または変異があることで生じます。 [2]最も一般的な形態は、先天性赤緑色覚異常（第1色覚型および第2色覚型を含む）と呼ばれる遺伝的状態によって引き起こされ、男性の最大12人に1人（8%）、女性の200人に1人（0.5%）が罹患します。[3]この症状は男性に多く見られますが、これは原因となるオプシン遺伝子がX染色体上にあるためです。[2]色覚異常を引き起こすよりまれな遺伝的状態には、先天性青黄色覚異常（第3色覚型）、青色錐体単色覚、および全色覚などがあります。色覚異常は、眼、視神経、脳の一部への物理的または化学的損傷、または薬物毒性によっても引き起こされることがあります。[2]色覚は加齢によって自然に低下します。[2]

色覚異常の診断は通常、石原式色覚検査などの色覚検査によって行われます。色覚異常のほとんどの原因には治療法がありませんが、一部の重篤な色覚異常に対する遺伝子治療の研究が進められています。 [2]軽度の色覚異常は日常生活に大きな影響を与えず、色覚異常者は自動的に適応と対処メカニズムを発達させ、その欠陥を補います。[2]しかし、診断によって、本人、あるいはその親や教師が、積極的に色覚異常に対応できるようになる場合があります。[1]色覚異常用メガネ（EnChromaなど）は、赤緑色覚異常者の一部の色覚課題の補助となる可能性がありますが、[2]装着者に「正常な色覚」や「新しい」色を見る能力を与えるものではありません。[4]一部のモバイルアプリは、デバイスのカメラを使用して色を識別できます。[2]

管轄区域によっては、色覚異常者は特定の職業に就くことができない。[1]航空機のパイロット、列車の運転手、警察官、消防士、軍隊のメンバーなど。[1] [5]色覚異常が芸術的才能に与える影響は議論の余地があるが、[1] [6]多くの有名な芸術家は色覚異常であったと考えられている。[1] [7]

分類

これらのカラーチャートは、色覚異常の人が通常の色覚を持つ人と比べてどのように見えるかを示しています。

色覚異常の分類には多くの用語が存在しますが、典型的な色覚異常の分類はフォン・クリース分類[8]に従っており、これは重症度と影響を受ける錐体に基づいて分類します。

重症度に基づいて

臨床的な外観に基づいて、色覚異常は完全色覚または部分色覚に分類されます。完全色覚（一色覚）は部分色覚よりもはるかにまれです。[9] 部分色覚には二色覚と三色覚異常が含まれますが、臨床的には軽度、中等度、または重度と定義されることが多いです。

単色覚

単色覚は、色を認識する能力が全くないため、しばしば全色盲と呼ばれます。この用語は、脳性色盲などの後天性疾患を指す場合もありますが、通常は先天性色覚障害、すなわち桿体単色覚と青錐体単色覚を指します。[10] [11]

脳性色覚異常とは、目は色を識別できるにもかかわらず、色を知覚できない状態です。視覚ではなく知覚に障害があるため、これを真の色覚異常とは考えない情報源もあります。これらは視覚失認の一種です。[11]

一色覚とは、色に関する情報を伝える手段が一つしかない状態です。一色覚者は色を区別することができず、明るさの変化しか認識できません。先天性一色覚には、主に以下の2つの種類があります。

  1. 桿体単色覚症は、しばしば完全色覚症とも呼ばれ、網膜に錐体細胞がないため、色の識別が不可能なだけでなく、通常の強度の光でも視覚が困難になります。
  2. 錐体単色覚症は、錐体細胞のクラスが1つしか存在しない状態です。錐体単色覚症の人は、通常の日光レベルでは良好なパターン視力を有しますが、色相を判別することはできません。錐体単色覚症は、残存する錐体クラスによって複数のクラスに分類されます。しかし、赤色錐体単色覚症と緑色錐体単色覚症については、文献で明確に説明されていません。青色錐体単色覚症は、L（赤）錐体細胞とM（緑）錐体細胞の機能不全によって引き起こされ、赤緑色覚異常（X染色体上）と同じ遺伝子によって媒介されます。分光感度のピークは、可視スペクトルの青色領域（440 nm付近）にあります。この状態の人は、一般的に眼振（「目の震え」）、羞明（光過敏症）、視力低下、近視を呈します。[12]視力は通常、20/50から20/400の範囲に低下します。

二色覚

二色型色覚者は、わずか2つの原色の混合で、見た色を合わせることができます（正常視力（三色型色覚者）が色合わせに3つの原色を必要とするのとは対照的です）。[10]二色型色覚者は通常、自分が色覚障害を抱えていることを認識し、それが日常生活に影響を与えることがあります。人間の二色型色覚には、第一色覚（P1）、第二色覚（D2）、第三色覚（T3）が含まれます。男性人口の2%は、赤、橙、黄、緑（橙と黄は赤と緑の光の異なる組み合わせです）の識別に深刻な困難を抱えています。この範囲の色は、正常な人には非常に異なって見えますが、二色型色覚者には同じ色または似た色に見えます。第一色覚（P1）、第二色覚（D2）、第三色覚（T3）という用語はギリシャ語に由来し、それぞれ「第一錐体（ prot-）、第二錐体（deuter-）、第三錐体（trit- ）で見ることができない（ anopia ） 」という意味です。

異常な三色覚

異常三色覚は最も軽度の色覚異常で、通常、正常な色覚の人が識別できる色を識別できないという特徴がありますが[要出典]、その重症度はほぼ二色覚 (重度) からほぼ正常な三色覚 (軽度) まであります。[13]実際、軽度の異常三色覚者の多くは、正常な色覚を必要とする作業を遂行する上でほとんど困難がなく、中には自分が色覚異常であることに気づいていない人もいます。異常三色覚の種類には、第一色弱、第二色弱、第三色弱があります。これは、二色覚の約 3 倍の頻度で発生します。[14]異常三色覚者は三色覚を呈しますが、彼らが行う色の一致は、正常な三色覚者とは異なります。特定のスペクトルの黄色の光を一致させるために、第一色弱の観察者は、正常な観察者よりも赤と緑の混合液に赤色の光をより多く必要とし、第二色弱の観察者は緑色をより多く必要とします。この差はアノマロスコープと呼ばれる機器で測定することができ、被験者は赤色と緑色の光を混ぜて黄色の光と一致させます。[15]

影響を受けた円錐に基づいて

色覚異常には、赤と緑の識別が困難、および青と黄色の識別が困難という2つの主要なタイプがあります。[16] [17] [疑わしい–議論]これらの定義は、部分的色覚異常の表現型に基づいています。臨床的には、どの錐体細胞／オプシンが影響を受けているかを示す遺伝子型に基づく定義を用いる方が一般的です。

赤緑色覚異常

赤緑色盲には、第1色覚と第2色覚のCVDがある。第1色覚のCVDはL錐体に関連し、第1色弱（異常三色型）と第1色覚（二色型）を含む。第2色覚のCVDはM錐体に関連し、第2色弱（異常三色型）と第2色覚（二色型）を含む。[18] [19]第2色覚と第1色覚の表現型（視覚経験）は非常に似ている。混乱しやすい色には、赤/茶/緑/黄や青/紫などがある。どちらの形態も、ほとんどの場合、先天性赤緑色盲の症状であるため、女性よりも男性に不釣り合いに多く見られる。[20]この形の色盲は、赤緑二色型だったジョン・ドルトンにちなんで、ダルトン症と呼ばれることがある。一部の言語では、今でも赤緑色盲を説明するためにダルトン症が使われている。 [要引用]

正常な三色型網膜（左）と1色型網膜の中心窩における錐体細胞の分布を示す図。中心窩の中心部には、青色に敏感な錐体細胞がほとんど存在しない。

  • プロタン（男性の2％）：長波長に敏感な錐体細胞のLオプシンが欠損しているか、異常なLオプシンを持っている。プロタンは、約492 nmのシアンのような波長に中立点を持つ（比較についてはスペクトル色を参照）。つまり、この波長の光を白と区別することができない。プロタノペの場合、赤の明るさは正常に比べて大幅に低下している。[21]この減光は非常に顕著であるため、赤が黒や濃い灰色と混同され、赤い信号が消えて見えることがある。彼らは、知覚できる色相の違いではなく、主に見かけの明るさや明度に基づいて赤と黄色を区別することを学ぶのかもしれない。バイオレット、ラベンダー、紫は、さまざまな青の色合いと区別がつかない。片方の目が正常で、もう片方の目がプロタノペの人はごくわずかしか見つかっていない。これらの片側性二色型色覚者は、第 1 色覚の目だけを開いている場合、中性点より短い波長は青に見え、中性点より長い波長は黄色に見えると報告しています。

  • デュータン（男性の6%）：中波長に敏感な錐体細胞のMオプシンを欠いているか、異常なMオプシンを持っている。デュータンのニュートラルポイントはわずかに長い波長の498nmにあり、より緑がかったシアン色である。デュータンはプロタンと同様の色覚障害を抱えているが、長波長域での色調低下は見られない。デュータン片側性二色型色覚者は、デュータン眼のみを開いている状態で、ニュートラルポイントより短い波長を青、長い波長を黄色として認識すると報告している。[22]

青黄色覚異常

青黄色色覚異常には、三色型CVD（三色弱）が含まれます。三色型CVDはS錐体に関連しており、三色異常（異常三色型）と二色型（二色型）が含まれます。青黄色色覚異常は赤緑色覚異常よりもはるかにまれで、遺伝性よりも後天的な原因による場合が多いです。三色弱の人は、青みがかった色と緑みがかった色を区別することが困難です。[23]三色弱の人は、571 nm（黄色みがかった色）に中立点を持ちます。[24] [25]

  • 部分三色盲（0.01%未満）：Sオプシンまたは短波長に敏感な錐体細胞が欠損しているか、異常な状態。部分三色盲は短波長色（青、藍、スペクトル紫）を緑がかった、著しく薄暗く見え、中には黒に見える色もある。黄色とオレンジはそれぞれ白とピンクと区別がつかず、紫は赤のさまざまな色合いとして認識される。第1色盲や第2色盲とは異なり、この色覚異常の変異は7番染色体上にある。したがって、性別による連鎖性はなく、男女ともに同程度に発症する。この変異のOMIM遺伝子コードは304000「部分三色盲」である。[26]

  • テタルタンは、仮説上の「第4のタイプ」の色覚異常であり、青黄覚異常の一種です。人間の色覚の分子的基盤を考慮すると、このタイプが存在する可能性は低いと考えられます。[27]

円錐補数の概要

下の表は、人間の色覚の様々なタイプにおける錐体細胞補数を示しています。錐体細胞補数には、個人が発現する錐体細胞（またはそのオプシン）の種類が含まれています。

  1. ^ 「N」列は、その色に感受性のある錐体細胞が存在し、それらが正常型であることを示します。一方、「A」列は、その色に感受性のある錐体細胞は存在するものの、異常型であることを示します。黒色のセルは、錐体細胞が存在しないことを示します。したがって、ある色に対して2つの黒色のセルが表示されている場合は、その色に感受性のある錐体細胞が存在しないことを意味します。錐体細胞群には、個体によって発現される錐体細胞（またはそのオプシン）の種類が含まれます。

プレゼンテーション

色覚異常の人は、赤緑軸、青黄軸、またはその両方における色覚の識別能力が低下している（または全くない）状態です。色覚異常は常に単色覚であるというのはよくある誤解です。[28] [29]色覚異常の人の大多数は、赤緑軸のみに影響を受けています。

色覚異常の最初の兆候は、通常、絵を描くときなど、物体に間違った色を使ったり、色の名前を間違えて呼んだりすることです。同じ種類の色覚異常を持つ人々の間では、混同される色は非常に一貫しています。

  • 通常の視力
    通常の視力
  • 2色覚
    2色覚
  • 第一色覚
    第一色覚
  • 三色視
    三色視
  • 単色視覚
    単色視覚

混乱の色

CIEXYZ色空間に重ね合わせた3種類の二色性混同線

混同色とは、色覚異常の人が間違えやすい色のペアまたはグループです。赤緑色覚異常の混同色には、以下のものがあります。

トリタンの混同色は次のとおりです。

これらの混同色は、 CIEXYZでプロットされた直線の混同線によって定量的に定義され、通常は対応する色度図上にプロットされます。線はすべて共点で交差しますが、この点は色覚異常の種類によって異なります。[30] 混同線に沿った色度は、そのタイプの二色型色覚者には条件等色に見えます。そのタイプの異常三色型色覚者は、CVD の強さに応じて、色度が十分に近い場合、色度を条件等色として認識します。混同線上の 2 つの色が条件等色であるためには、まず色度が等輝度、つまり明度が等しくなければなりません。また、標準的な観察者にとって等輝度の色でも、二色型色覚の人にとっては等輝度ではない可能性があります。

色のタスク

コールは4つの色覚課題について述べているが、いずれも色覚異常によってある程度は阻害される。[31]

  • 比較 - 塗料を混ぜるなど、複数の色を比較する必要がある場合
  • 暗示的 – 色に暗黙の意味が与えられている場合（例：赤＝停止）
  • 指示的 – たとえば「黄色いボールはどこ？」のように、名前で色を識別する場合。
  • 美的 - 色が美しく見える、または感情的な反応を伝えるが、明確な意味を持たない場合

次のセクションでは、色覚異常の人が通常困難を感じる特定の色彩タスクについて説明します。

食べ物

赤と緑のリンゴの正常な知覚（写真の上半分）と二色型（写真の下半分）のシミュレーション。正常な色覚を持つ人は、下半分のリンゴが黄色っぽく見える。赤緑色覚異常を持つ人は、上半分と下半分の違いに気づかない可能性がある。

色覚異常は、食品の選択や調理に関連する色覚的タスクの遂行を困難にします。食品の熟度を判断することは困難で、特にバナナの緑から黄色への変化は判別が困難です。また、一部の食品の傷、カビ、腐敗の検出、肉の焼き加減を色で判断すること、ブレイバーンとグラニースミスといったリンゴの品種の識別、人工香料（ジェリービーンズ、スポーツドリンクなど）に関連する色の識別も困難です。

肌の色

赤緑色覚異常の人は、あざ、日焼け、発疹、さらには赤面などによる皮膚の色の変化に気づきにくいです。

信号機

ニューヨーク州シラキュースの危険な逆さ信号機
標準的な位置の手がかりがないため、この光を解釈するのは困難です。

赤緑色覚異常の人にとって、信号の色は分かりにくい場合があります。具体的には、赤色/黄色の信号とナトリウム灯の区別、緑色（シアンに近い色）と白色の信号の区別、そして赤色と黄色の信号の区別などです。特に、位置を示す手がかりがない場合には、その区別が難しくなります（画像参照）。

これらの課題を克服するための主な対処法は、信号の位置を記憶することです。一般的な3連信号の順序は、上から下、または左から右へ、赤、黄、緑と標準化されています。この標準から逸脱するケースは稀です。その一例が、ニューヨーク州シラキュースのティペラリー・ヒルにある信号機です。この信号機は、アイルランド系アメリカ人コミュニティの感情により、上下逆（緑、黄、赤）になっています。[32]この信号機は、色覚異常のドライバーにとって潜在的な危険をもたらす可能性があるとして批判されています。[33]

カナダ、ノバスコシア州ハリファックスの水平信号機

信号機には、色覚異常の人に役立つ機能が他にもいくつかあります。イギリス国鉄の信号機は、より識別しやすい色を使用しています。赤は血のように赤く、黄色は黄色、緑は青みがかった色です。[要出典]イギリスの道路信号機のほとんどは、白い縁取りのある黒い長方形（「照準板」）の上に垂直に設置されており、運転者が信号の位置をより簡単に確認できます。カナダ東部の州では、信号機は色に加えて形で区別されることがあります。例えば、赤は四角、黄色はひし形、緑は丸です（画像参照）。

信号灯

海上および航空分野の航行灯は、他の船舶や航空機との相対的な位置を示すために赤色と緑色の灯火を使用しています。鉄道信号灯もまた、赤、緑、黄色の3色を多用しています。どちらの場合も、これらの色の組み合わせは赤緑色覚異常者にとって見分けにくい場合があります。ランタンテストは、これらの光源をシミュレートする一般的な方法で、必ずしも色覚異常の有無ではなく、特定の信号色を機能的に識別できるかどうかを判定します。このテストに合格できない人は、通常、航空機、船舶、鉄道などでの作業が完全に禁止されます。

ファッション

色彩分析とは、ファッションにおける色彩の使用を分析し、最も美的に心地よい個人的な色の組み合わせを決定することです。[34]組み合わせる色には、衣服、アクセサリー、化粧品、髪の色、肌の色、目の色などが含まれます。色彩分析には、色覚異常者にとって難しい可能性のある多くの美的および比較色のタスクが含まれます。

美術

色を識別できないからといって、必ずしも著名な芸術家になれるわけではない。20世紀の表現主義画家でオーストラリアのアーチボルド賞を3度受賞したクリフトン・ピューは、経歴、遺伝的要因などから、赤色盲であることが確認されている。[35] 19世紀のフランス人芸術家シャルル・メリヨンは、赤緑色覚異常と診断された後、絵画ではなくエッチングに専念することで成功を収めた。 [36]ジン・キムは赤緑色覚異常にもかかわらず、ウォルト・ディズニー・アニメーション・スタジオでアニメーター、そして後にキャラクターデザイナーとして活躍した。[37]

利点

デューテラノーマルはカーキ色の異なる色合いを識別する能力に優れており、捕食者、食物、あるいは葉の間に隠れたカモフラージュを識別する際に有利となる可能性があります。2005年の研究では、2種類の黄色と2種類の青色の顔料を異なる割合で混合して塗られた、彩度を下げた緑色の円盤が使用されました。これらの色は、デューテラノーマルのモデル観察者には識別可能でありながら、通常の観察者にはほぼ同一のメタマーとして見えるように選択されました。この研究では、デューテラノーマルの被験者は一貫して色の違いを識別できたのに対し、通常の色覚を持つ被験者は識別できなかったことがわかりました。[38] [39]

色覚異常の人は、質感や形状の手がかりをより多く利用することを学ぶ傾向があるため、正常な色覚を持つ人を欺くために設計された迷彩を見破ることができる可能性があります。 [40] [41]

色覚異常者は特定の色の迷彩を見抜く能力に優れているという暫定的な証拠があります。このような知見は、赤緑色覚異常者の割合が高いことの進化論的な理由を示す可能性があります。[40]また、デューテローマ（重色弱）は正常な色覚を持つ人が識別できない色を識別できることを示唆する研究もあります。[39]第二次世界大戦では、色覚異常者は迷彩を見抜く能力が潜在的に優れていると報告されています。[42]色覚異常者は、錐体細胞による桿体細胞の能動抑制が減少するため、暗所視力も優れています。 [43]

色覚異常の観察者は、色覚ノイズが存在する場合、その色覚ノイズがメタメリックに見える限り、光信号をより鮮明に見ることができる。 [44]これは、色覚異常の観察者には識別できるが、通常の色覚を持つ人には判読できない、ほとんどの「逆」擬似等色図（例えば、「隠れた数字」の石原図）の背景にある効果である。 [45]

デジタルデザイン

表内の色付きセルのスニペット (前景)。背景に囲まれており、色覚異常のシミュレーションで画像がどのように表示されるかを示しています。
ウェブチャートの色をテストし（中央）、さまざまな色覚異常によって情報が失われないようにする

カラーコードは、デザイナーが情報を伝達するための便利なツールです。この情報を解釈するには、ユーザーは様々な色のタスクを実行する必要があります。通常は比較ですが、時には内包的または指示的なタスクも含まれます。しかし、カラーコードの設計がアクセシビリティのベストプラクティスに従っていない場合、これらのタスクは色覚異常者にとってしばしば問題となります。[46]例えば、最も広く普及している内包的なカラーコードの一つは、「赤は悪い、緑は良い」といった、古典的な信号灯の色に基づいた類似のシステムです。しかし、このカラーコーディングは、2色覚や1色覚の人にはほぼ常に区別がつかず、代わりに類似の内包システム（シンボル、スマイリーなど）で補完することができます。

色覚異常の人でもデザインにアクセスできるようにするための優れた方法は次のとおりです。

  • 可能な場合 (例: シンプルなビデオ ゲームやアプリ)、ユーザーが独自の色を選択できるようにすることが、最も包括的なデザインの実践です。
  • パターン、形状、大きさ、順序など、色分けと並行した他の信号を使用する。[47]これは色覚異常の人を助けるだけでなく、複数の強化手がかりを提供することで、正常な視力を持つ人の理解も助けます。
  • 色のコントラスト（異なる色相）に加えて、明るさのコントラスト（異なる色合い）を使用する
  • 良好なコントラストを実現するためには、（デジタル）デザインをグレースケールに変換し、色間の明度コントラストを十分に確保することが従来の考え方です。しかし、これは、特に第一色覚、第三色覚、そして単色覚といった、色覚の度合いによって明るさの知覚が異なることを考慮していません。
  • CVDシミュレーターを通してデザインを確認し、色覚情報が正しく伝わっているかを確認します。少なくとも、最も一般的な色覚異常である重度CVD（デュータンCVD）についてデザインをテストする必要があります。
  • 色の面積を最大化する（例えば、色要素の大きさ、太さ、または鮮やかさを増やす）と、色を識別しやすくなります。網膜上で色が占める角度が大きくなるにつれて、色のコントラストは向上します。これは、あらゆる色覚タイプに当てはまります。
  • 色の明るさ (値) と彩度 (彩度) を最大化して、色のコントラストを最大化します。
  • 意味が明らかだと考えられる場合でも凡例を含めることで、含意のあるタスクを比較タスクに変換します(例:赤は危険を意味します)。
  • 指示的な色彩課題（色名を言う）は可能な限り避ける。指示的な色彩課題の中には、色名が言及されるたびに実際の色を描写することで比較課題に変換できるものもある。例えば、「紫」という色のタイポグラフィなど。 紫 または「紫（ )」。
  • 指示的課題（色名）では、最も一般的な色合いの色を使用します。例えば、緑と黄色は赤緑CVDでは混同しやすい色ですが、フォレストグリーン（ ) と明るい黄色 ( ）。色覚異常者による間違いは、珍しい色合い、例えばネオングリーン（ ）と濃い黄色（ ）。
  • 指示的なタスクでは、色名に古典的に関連付けられている色を使用します。例えば、「消防車」の赤（ )の代わりにバーガンディ( ）を使用して、「赤」という単語を表します。

デザインにおける色の選択

ボードゲームの駒の色は、色覚異常の人でも分かりやすいように慎重に選択する必要があります。

デザイナーにとって一般的なタスクは、可能な限り互いに区別可能な（顕著な）色のサブセット（定性カラーマップ）を選択することです。例えば、ボードゲームのプレイヤーの駒は、可能な限り異なる色であるべきです。

古典的なアドバイスでは、ブリューワー パレットの使用が推奨されていますが[引用が必要]、これらのパレットのいくつかは実際には色覚異常の人にはアクセスできません。[どれですか? ]

色の選択に関する問題は、赤緑色盲の人にとって 最もコントラストの強い色が、青黄色盲の人にとっては混乱を招く色になる傾向があり、その逆もまた同様であるということです。

2018年、UXデザイナーのアリー・オフィッシャーは、あらゆる色覚異常の人が区別できる、それぞれ6色からなる3つのカラーパレットを公開しました。[48] [自費出版元? ]

連続カラーマップ

色覚異常者にも分かりやすく設計された3つの連続カラーマップ

データ視覚化における一般的なタスクは、カラースケール、つまり連続カラーマップを表現することです。これは、ヒートマップやコロプレス図の形で表現されることが多いです。Cividis [49] 、 Viridis [49] 、 Parulaなど、色覚異常者への配慮を特に考慮して設計されたスケールは、学術界で広く普及しています。これらのスケールは、明暗のスケールに黄色から青のスケールを重ね合わせた構成になっており、単調で、あらゆる色覚の人に知覚的に均一です。

原因

色覚異常とは、通常の三色型色覚（多くの場合、標準観察者によって定義される）から色覚が逸脱し、色域が狭くなる状態を指します。色覚異常のメカニズムは、錐体細胞の機能、特に光子を捕らえて化学信号に変換する光色素であるフォトプシンの発現に関連しています。

色覚異常は遺伝性と後天性に分類できます。

  • 遺伝性：遺伝性または先天性／遺伝性の色覚異常は、オプシンタンパク質をコードする遺伝子の変異によって最も一般的に引き起こされます。しかし、他のいくつかの遺伝子も、頻度は低いものの、より重篤な色覚異常を引き起こす可能性があります。
  • 後天性：出生時には存在しない色覚異常。慢性疾患、事故、薬物、化学物質への曝露、あるいは単に正常な老化プロセスによって引き起こされる可能性がある。[50]

遺伝学

色覚異常は典型的には遺伝性の遺伝子疾患です。最も一般的な色覚異常はフォトプシン遺伝子に関連していますが、ヒトゲノムのマッピングにより、オプシンに直接影響を与えない原因となる変異が多数存在することが明らかになっています。色覚異常を引き起こす可能性のある変異は、少なくとも19の異なる染色体と56の異なる遺伝子に由来します（Online Mendelian Inheritance in Man [OMIM] でオンラインで公開されています）。

赤緑色覚異常の遺伝学

赤緑色覚異常の遺伝子の組み合わせと結果の可能性を示すグラフ
両親の色覚状態の各組み合わせに対する、子孫の状態の確率を示すパネット方陣。上付き文字「c」は、影響を受ける遺伝子を持つ染色体を示します。

色覚異常の中で最も一般的なのは、先天性赤緑色覚異常（ダルトン症）であり、これには1型（P）色覚異常と2型（D）色覚異常が含まれます。これらの症状は、X染色体上にあるOPN1LW遺伝子とOPN1MW遺伝子によって媒介されます。「影響を受ける」遺伝子は、欠損している場合（1型（P）色覚異常と2型（D）色覚異常の場合）、またはキメラ遺伝子である場合（1型（P）色覚異常と2型（D）色覚異常の場合）のいずれかです。

OPN1LW遺伝子とOPN1MW遺伝子はX染色体上にあるため、伴性遺伝であり、男性と女性に不均衡な影響を与えます。色覚異常の影響を受ける対立遺伝子は劣性遺伝であるため、色覚異常はX連鎖劣性遺伝に特化します。男性はX染色体を1本（XY）、女性には2本（XX）しか持たないため、男性は各遺伝子を1つしか持たないため、その遺伝子が影響を受けると色覚異常になります。女性は各遺伝子の対立遺伝子を2つ（各染色体に1つずつ）持つため、1つの遺伝子だけが影響を受けると、優性な正常対立遺伝子が影響を受けた劣性対立遺伝子を「上書き」し、女性は正常な色覚を持ちます。しかし、女性が2つの変異対立遺伝子を持つ場合、色覚異常は依然として残ります。これが、色覚異常の有病率が不均衡な理由であり、男性の約8%が色覚異常を呈するのに対し、女性は約0.5%が色覚異常を呈しています。

青黄色覚異常の遺伝学

先天性青黄色盲は、三色型色覚異常/三色異常を含む色覚異常の中でもかなり稀な形態である。これらの疾患は、Sオプシンタンパク質をコードする7番染色体上のOPN1SW遺伝子によって媒介され、常染色体優性遺伝する。 [51]青黄色盲の原因は赤緑色盲の原因とは類似しておらず、すなわち、Sオプシンのピーク感度は長波長側にシフトしない。むしろ、S錐体の機能を低下させるOPN1SWの点変異が6つ知られている。[52] OPN1SW遺伝子はヒト集団においてほぼ不変である。先天性三色型色覚異常は進行性であることが多く、小児期にはほぼ正常な三色型視力（軽度三色型三色型など）が、S錐体が徐々に死滅するにつれて二色型視力（三色型視）に進行する。[52]したがって、三色異常と三色盲は同じ疾患の異なる浸透率であり、一部の情報源では三色異常を不完全三色盲と呼ぶべきだと主張している。[51]

その他の遺伝的要因

色覚異常を引き起こす遺伝性疾患として、無色覚症、錐体ジストロフィー、レーバー先天性黒内障、網膜色素変性症などが知られています。これらの疾患は先天性の場合もあれば、小児期または成人期に発症する場合もあります。また、進行性の場合もあり、進行性疾患では網膜や眼の他の部分の機能低下を伴うことが多く、色覚異常からより重度の視力障害へと進行し、最終的には失明に至ることもあります。

非遺伝的原因

身体的外傷は、神経学的には脳外傷により後頭葉の脳が腫れる場合があり、網膜的には急性（レーザー照射など）または慢性（紫外線照射など）で色覚異常を引き起こすことがあります。

色覚異常は、白内障や加齢黄斑変性症などの眼の変性疾患の症状として現れる場合もあれば、糖尿病による網膜損傷の一部として現れる場合もあります。ビタミンA欠乏症も色覚異常を引き起こす可能性があります。[53]

色覚異常は処方薬の使用による副作用である可能性があります。例えば、赤緑色覚異常は結核治療薬であるエタンブトールによって引き起こされる可能性があります。[54]青黄色覚異常はバイアグラの有効成分であるシルデナフィルによって引き起こされる可能性があります。[55]ヒドロキシクロロキンは、様々な色覚異常を含むヒドロキシクロロキン網膜症を引き起こす可能性があります。 [56]スチレン[57]や有機溶剤[58] [59]などの化学物質への曝露も色覚異常を引き起こす可能性があります。

単純な色付きフィルターも、軽度の色覚異常を引き起こす可能性があります。ジョン・ダルトンが2型色覚症の原因として最初に考えたのは、眼の 硝子体の変色でした。

私の目の体液の 1 つは透明だが色のついた媒体で、主に赤と緑の光線を吸収するように構成されているのではないかと推測しました...それは硝子体液であると考えられます。

— ジョン・ドルトン『色彩の視覚に関する驚くべき事実：観察とともに』（1798年）

1844年の死後、彼の眼の剖検により、これは決定的に誤りであることが示されました[60]。ただし、他のフィルターが考えられます。実際の生理学的例は通常、青と黄色の反対色チャンネルに影響し、青白覚症や黄白覚症と呼ばれ、最も典型的には水晶体の黄変または除去による影響です。

網膜モザイクにおける特定の錐体細胞の優位性によっても、反対色覚チャネルが影響を受けることがあります。錐体細胞は網膜内で均等に優位性を示しておらず、均一に分布していません。これらの錐体細胞のいずれかの数が著しく減少すると、色覚異常を引き起こしたり、その一因となったりすることがあります。これは三色弱の原因の一つです。

青と緑の区別がつかない人もいますが、これは文化と紫外線への曝露が組み合わさった結果と思われます。[61]

診断

色覚検査

色覚異常の診断の主な方法は、色覚を直接検査することです。石原式色覚検査は、赤緑色覚異常の検出に最も多く用いられ、最も広く認知されている検査です。[1]臨床的な性質を持つ検査もあり、迅速かつ簡便で、幅広い色覚異常のカテゴリーを効果的に特定できるように設計されています。一方、精度を重視した検査もあり、通常は学術機関でのみ実施されています。[62]

  • 石原色覚検査やHRR検査を含む分類法である擬似等色彩色覚検査表は、わずかに異なる色の斑点に囲まれた多数の斑点として、図を表に埋め込みます。これらの色は、色覚異常者には同一（メタメリック）に見え、色覚正常者には識別可能でなければなりません。擬似等色彩色覚検査表は、安価で迅速、かつ簡便であるためスクリーニングツールとして用いられますが、CVDの正確な診断には役立ちません。
  • ファーンズワース・ランタンテストなどのランタンは、被験者に小さな色付きの光を投影し、被験者はその光の色を識別する必要があります。投影される色は、一般的な信号灯の色、すなわち赤、緑、黄色で、これらは赤緑間脳性麻痺（CVD）の混同色でもあります。ランタンは色覚異常の診断ではなく、求職者が職務を遂行するのに十分な色識別能力を持っているかどうかを確認するための職業スクリーニングテストです。
ファーンズワースD-15テスト
  • 配置テストはスクリーニングや診断ツールとして使用できます。ファーンズワース・マンセル100色相テストは非常に感度が高いですが、ファーンズワースD-15テストはCVDスクリーニングに特化した簡略化されたテストです。いずれの場合も、被験者は2つのアンカーキャップの間に色が徐々に変化するように、色付きのキャップまたはチップを配置するよう指示されます。[63]
  • アノマロスコープは、一般的に赤緑分光異常の検出を目的として設計されており、レイリーマッチ法に基づいています。レイリーマッチ法では、赤色と緑色の混合光を、輝度が変化する固定スペクトルの黄色と比較します。被験者は、色が一致するように見えるまで、2つの変数を変化させる必要があります。アノマロスコープは高価で、使用には専門知識が必要となるため、通常は学術的な用途でのみ使用されます。

遺伝子検査

遺伝子検査では被験者の色覚（表現型）を直接評価することはできませんが、先天性色覚異常のほとんどは遺伝子型とよく相関しています。したがって、遺伝子型を直接評価し、表現型を予測するために使用することができます。これは、若い頃には強い色覚異常の表現型を示さない進行性の形態の場合に特に有用です。また、LオプシンとMオプシンの最も一般的な対立遺伝子がわかっており、正確な分光感度やピーク波長に関連しているため、X染色体上のLオプシンとMオプシンの配列を決定するためにも使用できます。したがって、被験者の色覚は遺伝子検査によって分類できますが、[64]これは表現型の予測に過ぎません。なぜなら、色覚は錐体モザイクなど無数の非遺伝的要因の影響を受ける可能性があるからです。

管理

色覚異常に対する遺伝子治療は近年大きく進歩しましたが、現在、CVDのいかなる形態に対してもFDA承認の治療法はなく、CVDそのものを完治させる治療法も存在しません。症状を緩和するコンタクトレンズや、日常生活を支援するスマートフォンアプリを使用することで、症状の管理は可能です。

レンズ

個人が着用することで、色に関連する作業の精度を高めることができるレンズが 3 種類あります (ただし、これらのいずれも色覚異常を「治す」ものではなく、着用者に正常な色覚を与えるものでもありません)。

  • 赤色のコンタクトレンズを非利き目に装着すると、両眼視差を利用して一部の色の識別能力が向上します。しかし、他の色の識別能力が低下することもあります。1981年に行われたX-Chrom（あるブランド）コンタクトレンズの効果を評価するための様々な研究のレビューでは、このレンズは特定の色覚検査でより良いスコアを達成する可能性があるものの、自然環境における色覚を矯正するものではないという結論が出ています。[65]桿体単色覚者にX-Chromレンズを使用した症例が報告されており[66]、X-Chromのマニュアルはオンラインで公開されています。[67]
  • 色付きメガネ（例：パイルストーン／カラーライト）は、入射光に色（例：マゼンタ）を塗布することで色を歪め、一部の色覚検査を容易にします。これらのメガネは多くの色覚検査を回避できますが、通常は許可されていません。[68]
  • ノッチフィルター付きメガネ（例：EnChromaメガネ）は、L錐体とM錐体（黄緑色の波長）の両方を刺激する狭い帯域の光をフィルターします。[69]短波長（青色）領域に追加のストップバンドを追加すると、これらのレンズは中性密度フィルター（色調のないフィルター）を構成できます。これらのレンズは、色の歪みが少なく、一部の色の彩度を高めることで他の種類のレンズよりも優れています。これらのレンズは、三色型色覚者（異常型または正常型）にのみ効果があり、他の種類のレンズとは異なり、二色型色覚者には大きな効果がありません。また、これらのメガネは色覚検査の能力を著しく向上させるものではありません。[4]

エイズ

色覚異常の人が色に関するタスクを完了するのを支援するために、多くのモバイル アプリケーションやコンピューター アプリケーションが開発されています。

  • 一部のアプリケーション (カラー ピッカーなど)では、デバイスのカメラを使用して、画面上の色またはオブジェクトの色の名前 (または色空間内の座標) を識別できます。
  • 一部のアプリケーションでは、自然画像や情報グラフィックスの色コントラストを強調することで、色覚異常者にとって画像の判読を容易にしています。これらの手法は一般にダルトン化アルゴリズムと呼ばれています。[70]
  • 一部のアプリケーションでは、画像や画面にフィルターを適用することで、画像の色域を特定の色覚異常の程度まで縮小し、色覚異常をシミュレートできます。これらのアプリケーションは色覚異常の人を直接助けるわけではありませんが、正常な色覚を持つ人が色覚異常の人が世界をどのように見ているかを理解するのに役立ちます。これらのアプリケーションを利用することで、デザイナーは独自の画像をシミュレートし、色覚異常の人がアクセスしやすいようにすることができるため、インクルーシブデザインの向上に役立ちます。[71]

2003年には、装着者が様々な色を表す音を聴くことができるサイバネティックデバイス「アイボーグ」が開発されました。 [72]無色覚アーティストのニール・ハービソンは、2004年初頭に初めてこのデバイスを使用しました。アイボーグによって、彼はそれぞれの色に対応する音を記憶することで、色彩豊かな絵画を描くことができました。2012年のTEDカンファレンスで、ハービソンは人間の視覚を超えた色彩認識が可能になった経緯を説明しました。[73]

疫学

色覚異常は多くの人に影響を与えますが、最も一般的なのは1型と2型です。[18]北欧系の人では、男性の8%、女性の0.4%が先天性色覚異常を経験しています。[74] [75]興味深いことに、ダルトンの最初の論文でもすでにこの8%という数字が出ています。[76]

...注目すべきことに、私がかつてこの主題について説明した 25 人の生徒のうち、2 人が私に同意したことがわかりました...

— ジョン・ドルトン『色彩の視覚に関する驚くべき事実：観察とともに』（1798年）

歴史

1895年に描かれた、アメリカ合衆国の国旗を例にした、正常な視力と様々な色覚異常の図解

17世紀と18世紀には、多くの哲学者が、すべての人が同じように色を認識するわけではないという仮説を立てました。[77]

...自然界のあらゆるもの、特に物質的なものには無限の多様性があるため、すべての人間の視神経の配置が完全に類似していると想定する理由はありません。したがって、すべての人間が同じ物体に同じ色を見るわけではない可能性が非常に高いです。

— ニコラ・マルブランシュ『真実の探求』（1674年） [78]

色を認識する能力においても、個人間で著しい違いがあります。そして実際、私は、多くの場合、この点で視覚に生じたと思われる欠陥は、むしろ認識力の欠陥に起因するのではないかと疑っています。

— ダガルド・スチュワート『人間の心の哲学の要素』（1792年） [79]

ゴードン・リン・ウォールズは[80]、色覚異常に関する最初の広く流布した症例研究は、1777年にジョセフ・ハダートがジョセフ・プリーストリーに宛てた手紙であると主張している。この手紙には、「靴屋のハリス」とその兄弟数名が、後に「第1色覚」と呼ばれる症状を呈していたことが記されている。色覚異常は広く蔓延していたにもかかわらず、それ以前の歴史的記録は残っていないようである[80] 。

この現象が科学的に研究されるようになったのは1794年、イギリスの化学者ジョン・ドルトンがマンチェスター文学哲学協会に提出した論文の中で初めて色覚異常について言及したときで、その論文は1798年に「色の視覚に関する驚くべき事実：観察とともに」として出版された。[81] [76] 1995年、ドルトンの保存された眼球の遺伝子分析により、彼が2型盲であったことが、彼の死後約150年後に確認された。[82]

ドイツの作家ゲーテは、ダルトンの影響を受けて、1798年に二人の若い被験者に色のペアを合わせるように依頼し、色覚異常を研究した。[83]

1837年、アウグスト・ゼーベックは初めて色覚異常の第一色覚者と第二色覚者（当時はクラスI+II）を識別しました。[84] [80]また、彼は被験者が色付きの紙を分類するという客観的な検査法を初めて開発し、女性の色覚異常の被験者について初めて記述しました。[85]

1875年、スウェーデンのラーゲルルンダ列車事故は、色覚異常の問題を浮き彫りにした。事故後、生理学者のアラリック・フリチオフ・ホルムグレン教授は調査を行い、死亡した機関士の色覚異常が事故の原因であると結論付けた。ホルムグレン教授はその後、色覚異常を検出するために、多色の毛糸の束を用いた初の色覚検査法を開発し、安全信号の解釈に色覚を必要とする交通機関の職種から色覚異常者を排除した。[86]しかし、色覚異常が衝突事故の原因であるという確固たる証拠はない、あるいは色覚異常が唯一の原因ではなかったという主張もある。[87]

1920年、フレデリック・ウィリアム・エドリッジ＝グリーンは、ニュートンの7原色分類（ ROYGBIV ）に基づいた、色覚と色盲に関する新たな理論を考案した。エドリッジ＝グリーンは、被験者がスペクトルの中で何色の色を見分けられるかに基づいて色覚を分類した。正常な被験者は藍を識別できないため、六色型と呼ばれた。藍を識別できる優れた色覚を持つ被験者は七色型と呼ばれた。したがって、色盲は二色型（二色覚と同等）、または三色型、四色型、五色型（異常三色型）に分類された。[88] [89]

社会と文化

米国では、アメリカ障害者法などの連邦差別禁止法の下では、色覚異常は職場での差別からの保護の対象となる障害とはみなされていない。

ブラジルの裁判所は、色覚異常者は米州障害者差別撤廃条約によって保護されているとの判決を下した。[90] [91] [92]裁判では、色覚異常者にはより広範な知識を得る権利、あるいは人間としての健全な状態を享受する権利があると判断された。[要出典]

職業

色覚異常があると、特定の活動を行うことが困難または不可能になる場合があります。色覚異常のある人は、色覚が仕事の重要な部分を占める職業（例：塗料の色の混合）や、色覚が安全上重要な職業（例：色分けされた信号に従って車両を運転する）への就業が、法的または事実上禁止される場合があります。この職業安全の原則は、1875年のラゲルルンダ列車事故の余波に端を発しています。アラリック・フリチオフ・ホルムグレンはこの事故の原因を機関士の色覚異常と断定し、色覚異常者に対する最初の職業スクリーニング検査（ホルムグレン羊毛検査）を開発しました。 [86]

...私は、陸上と海上で色覚異常を現在そして将来にわたって制御し、生命と財産をより安全にし、旅行のリスクを減らすことができたのは、何よりも[ホルムグレン氏]のおかげだと考えています。

— ベンジャミン・ジョイ・ジェフリーズ『色覚異常：その危険性とその検出』（1879年）

電話やコンピュータネットワークケーブルを使用する職業では、ケーブル内の個々の配線が緑、オレンジ、茶、青、白の色で色分けされているため、色覚が重要です。[93]電子配線、変圧器、抵抗器、コンデンサも同様に、黒、茶、赤、オレンジ、黄、緑、青、紫、灰色、白、銀、金の色で色分けされています。[94]

色覚異常は、スポーツイベントへの参加、審判、観戦に影響を及ぼす可能性があります。プロサッカー選手のトーマス・デラニーとファビオ・カルバリョは、色の衝突が起こった場合の困難について議論しており、FIFAの調査では、ピッチと練習用のオブジェクト、あるいはフィールドのマーキングの区別が困難になることで、スポーツの楽しさや選手の成長が阻害される可能性があることが示されています。[95] スヌーカーの 世界チャンピオン 、マーク・ウィリアムズとピーター・エブドンは、色覚異常のため、赤と茶のボールの区別に審判の助けを求めることがあります。二人とも、間違ったボールをポットしたことで、ファウルショットを犯したという有名な出来事があります。[96] [97] [98]

運転

赤緑色覚異常は、主に赤、黄、緑の信号を見分けることができないため、運転に支障をきたす可能性があります。さらに、赤の知覚が暗く、ブレーキランプを素早く認識することが困難になるという不利な状況に陥ることがあります。[99]これを受けて、一部の国では色覚異常のある人への 運転免許証の発行を拒否しています。

  • ルーマニアは2003年4月、運転免許取得資格の喪失条件リストから色覚異常を削除しました。[100] [101]現在、色覚異常は運転者の安全を損なう可能性のある条件とみなされており、運転者は安全に運転できるかどうかを判断するために、認定眼科医による診察を受ける必要があります。2008年5月現在、色覚異常を持つ国民が運転免許を取得することを禁じる法的制限を撤廃するためのキャンペーンが進行中です。[102]
  • インドは2020年6月、色覚異常者への運転免許証発行禁止を緩和し、重度のCVD（心血管疾患）を持つ人のみに適用するようになりました。以前は制限されていましたが、軽度または中等度のCVDと診断された人も、医療要件を満たすことができるようになりました。[103]
  • オーストラリアは1994年、色覚異常者による商用運転免許の取得を段階的に禁止する措置を導入した。これには、すべての色覚異常者（1型）の取得禁止と、色覚異常者（2型）はファーンズワース・ランタン試験に合格しなければならないという規定が含まれていた。色覚異常者（2型）に関する規定は、試験施設の不足を理由に1997年に撤回され、色覚異常者（1型）に関する禁止も2003年に撤回された。[99]
  • 中国では、色覚異常者は全員運転免許証の取得が禁止されており[104]、ロシアでも2016年からは禁止されている（二色覚異常者は2012年）。[105]

航空機の操縦

航空の多くの側面は色分けに依存していますが、軽度の色覚異常によって支障をきたすほど重要なものはごくわずかです。例としては、無線通信が途絶えた航空機のカラーガン信号や、滑走路における色分けされたグライドパス表示などが挙げられます。一部の管轄区域では、この理由から、色覚異常者への操縦資格の発行を制限しています。制限には部分的な制限（色覚異常者が資格取得を認めるが制限付き）もあれば、全面的な制限（色覚異常者は操縦資格の取得を一切認めない）もあります。[106]

アメリカ合衆国では、連邦航空局（FAA）は、パイロット資格取得の前提条件となる医療証明書を取得するために、パイロットの医療クリアランスの一環として、正常な色覚の検査を受けることを義務付けています。検査で色覚異常が判明した場合、申請者には夜間飛行や色覚信号による飛行の禁止などの制限付きで免許が発行される場合があります。このような制限により、パイロットは航空会社のパイロットなど、特定の飛行職に就くことが事実上不可能になります。ただし、事業用操縦士の資格取得は可能です。また、夜間飛行を必要としないため、色覚異常による制限のあるパイロットでも就業可能な飛行職種もいくつかあります（例：農業航空）。連邦政府は、標準的な医療検査（例：石原式、ドヴォリン式など）や、航空業界のニーズに特化した専門検査など、複数の種類の検査を認めています。申請者が標準検査に不合格になった場合、医療証明書には「夜間飛行および色覚信号による飛行は無効」という制限事項が記載されます。申請者はFAAに申請し、FAAが実施する専門検査を受けることができます。通常、この検査は「色覚信号灯テスト」と呼ばれます。このテストでは、FAAの検査官が管制塔のある空港でパイロットと面会します。管制塔からパイロットに色覚信号灯が照射され、パイロットはその色を識別しなければなりません。合格すると、身体検査で色覚検査が不要となる免除が発行される場合があります。その後、制限が解除された新しい身体検査証明書が発行されます。これはかつては能力証明（SODA）でしたが、2000年代初頭に廃止され、単純な免除証明書（レター）に変更されました。[107]

2009年に発表されたロンドン市立大学応用視覚研究センターによる研究では、英国民間航空局と米国連邦航空局の支援を受けて、パイロット志願者の赤/緑と黄青の範囲における色覚異常のより正確な評価方法が確立され、最低限の医学的基準を満たさないパイロット志願者の数を35%削減できる可能性があるとされている。[108]

参照

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ポピュラーサイエンスマンスリー/第19巻/1881年5月/色覚異常