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2013-03-25

こんなサイト見つけた

ヨーロッパにおけるDSD(性分化疾患)
の日本語訳サイト
http://d.hatena.ne.jp/DSDhandbook/touch
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2013-02-11

人の目

人間の目は光の三原色のうち青に対する感度が弱い事が知られている。このため、赤・緑に較べて青の色分解能は低くても画質に与える影響が少ない。このことより、赤・緑に6ビットずつと青に4ビットの計16ビットで色を表現したり、赤・緑に3ビットずつと青に2ビットの計8ビットで色を表現するという事もしばしば行なわれる。これらの色表現は16ビットトゥルーカラー、8ビットトゥルーカラーと呼ばれる事がある。また、赤と青に5ビットずつ、緑に6ビットを割り当てたものや赤・緑・青に5ビットずつ割り当てたものはハイカラー (high color)と呼ばれる。

一般には、人間の目はおよそ1000万色を見分ける能力があると言われている。色解像度が24ビットあると、224=16,777,216色を表現できる事になり、これは人間の目の特性を超える。しかし、上記のように色によって人間の目の色分解能は異なり、赤は10ビット程度無いと足りないとする研究結果もある。このため、映画用の画像作成などの色再現性を重視する場合には、赤・緑・青それぞれに10ビットずつを割り当てた30ビットの色解像度をもつデータを用いる事もある。

人間の目は視野の外側に行くほど視力が低下する構造になってます。そのために絵画や写真を鑑賞するときは、視力の高い部分の中央部分に収まるようにして鑑賞しようとする傾向になります。なので視野角45度に一致する領域が構造上はっきり見えるようになっているので写真等を鑑賞する場合は、鑑賞対象が視力の高い 45 度の視野角に収まるような距離で鑑賞することです。これをカメラでいうなら50mmレンズが画角が人の目にもっとも近いといえます。

ここで写真を A4 サイズの用紙に、アスペクト比 3:2 でフルサイズで印刷してみます。すると写真の大きさは、290×193mm となって、八つ切印画紙(216×165mm)より一回り大きいサイズになります。これを視角 45 度で鑑賞するための距離を求めてみると約 43cm です。

さて鑑賞距離を 43cm とすると、この距離で視力1 の人間が識別できる間隔は 0.12mm となって

写真の大きささ 290×193mm

識別可能間隔を 0.12mm haichi

すると、写真の各画素がこの間隔以下で配置されていれば、視力1.0の人は、1つ1つの画素を識別できないことになって、この間隔で 290×193mm の領域に画素を配置すると、画素数は 2,370×1,580 となります。

人間の目で写真を鑑賞する場合の必要最低限の画素数

2,400×1,600≒ 380 万ということになるそうです。

写真を撮影する場合には、1 つの点が何色であるかを識別するためには、3 原色分解を行わなければならないので、デジタルカメラの単板式の撮像素子ではフィルターの配置(ベイヤ(Bayer)配列)で 3 原色分解を行っています。

フィルター配置では、緑のフィルターの数が 2、赤、青、それぞれのフィルターの数が 1 の比率になっていてこれは、色に対する人間の目の解像度が、緑で高く、赤、青に対してはそれほど高くないため 、緑のフィルターの数を他より増やしているので現在のやり方であれば、カラーにするためには、画素の数を 2 倍にすればよいことになる。



網膜には以下の2種類の視細胞があります。


錐体 色を知覚する。SML(RGB)の3種類がある。600万個。
杆体 明暗を知覚する。1億2000万個。

RGBで1画素なので、錐体は200万画素です。
杆体は、白黒1億2000万画素でしょうか?

2013-01-12

インフルエンザ

古代エジプトには、インフルエンザの症状の記録が残っているらしいです。
インフルエンザの病原体はRNAウイルスのインフルエンザウイルスで、A・B・Cの3型があって、このうちA型とB型がヒトのインフルエンザの原因になります。
A型とB型のウイルス粒子表面にあるヘマグルチニン(赤血球凝集素、HA:haemagglutinin)とノイラミニダーゼ(NA:neuraminidase)という糖蛋白は変異が大きく種類があります。A型インフルエンザウイルスにはHAとNAの変異が特に多く、これまでHAに16種類、NAに9種類の大きな変異が見つかっており、その組み合わせの数の亜型が存在して、亜型の違いはH1N1 - H16N9といった略称で表現されています。

呼吸によって浮遊しているウイルス吸い込むと、ヘマグルチニン(HA)が、のどの上皮細胞にあるシアル酸という糖と結合します。
H1からH16の種類があって、ヘマグルチニンは少なくとも16種類が存在します。
これらのサブタイプはH1からH16の種類に分けられて、H1、H2、H3の3種類はヒトインフルエンザウイルスに存在します。
H5N1(トリインフルエンザ:avian flu)も極まれにアミノ酸配列が一つ変異したりして、ヒトにも感染する可能性があります。
ヘマグルチニンの働きで、宿主細胞のエンドソーム膜とウイルス膜を融合させることにより、ウイルスのゲノムを細胞内に挿入し  エンドソームの中のpHが下がる(酸性が強まる)と、A型ウイルスの場合はウイルス表面の膜(エンベロープといいます)に埋め込まれたM2というタンパクが変形して膜に小さい穴があき、ウイルス内部がだんだんと酸性になっていきます。
そしてpH5.5くらいの酸性になると、エンベロープとエンドソームの膜が融合を起こします(B型およびC型ウイルスは、M2の代わりに別のタンパクが同じ働きをしていると考えられています)。
宿主細胞内に織り込められたインフルエンザRNAで細胞はまちがって複製を生産してしまいます。
作られた複製ウイルスの、細胞からの遊離を可能にする役割がノイラミニダーゼで、一般にシアル酸類を糖タンパク質から切断する酵素です。
HAやNAが突き出している細胞膜を身にまとっエンベロープ膜のウイルス粒子となって飛び出して次々に感染していきます。

インフルエンザウイルスは、感染者のせきやくしゃみによって飛沫(ひまつ)という形で空気中に放出され、その数は、1回のせきで約5万個、1回のくしゃみで約10万個と言われて、やがて水分がぬけた飛沫核(ひまつかく)という形になって長時間空気中を漂うことになります。条件がよければ、この飛沫核は24時間感染性を維持すると言われています。


ウイルス粒子となって飛び出してゆくウイルス粒子は、1つの細胞から約1000個作り出されます。
このようにして作られた2代目ウイルスは、次なる工場となる細胞を見つけては同様の感染を繰り返し、結果的にほんの1個のウイルスから24時間後には約100万個ものウイルスが複製されることになるのです。

2013-01-12

免疫機能と抗体

生物体には、自分自身とじことは異質の物質とを見分け、体内へ侵入した異物を排除するしくみがあります。これが免疫です。
生物学用語として、免疫は、広義には、白血球及びその関連因子による生体整備機構とされていて、狭義では、リンパ球による生体防御機能です。
脊椎動物には、マクロファージ、好中球、ナチュラルキラー細胞などの広義の免疫反応を司る白血球があって、マクロファージと好中球は、外部から侵入した微生物を食べて、殺しています。ナチュラルキラー細胞は、癌細胞やウイルス汚染された細胞などの不完全になった自己の細胞を見つけ次第殺しています。
体には、毎日数千個の癌細胞が発生していて、殆どは、ナチュラルキラー細胞が働いているらしく、驚き。
マクロファージが自己に似てない非自己の細胞を攻撃するのに対して、ナチュラルキラー細胞は、自己に似ている非自己を攻撃します。
免疫に関する細胞は、全て骨髄中の造血幹細胞から分化して、幹細胞は、リンパ系幹細胞とマルチ幹細胞にまず分かれて、リンパ系幹細胞からは、B細胞、T細胞、ナチュラルキラー細胞に、マルチ幹細胞からは、マクロファージ、好中球、好酸球、好塩基球、肥満細胞、あとは、免疫に関係無いですけれど、赤血球、血小板などが、分化します。
B細胞は、外部から侵入してきた非自己抗原に対して抗体を作ります。
仮に200万種の抗原が侵入したら、200万種の抗体を作らなければなりません。B細胞のDNAから、あらゆる抗体を作るため、未分化のB細胞が抗体を生産するプラズマ細胞に成熟する過程で、遺伝子の断片を組み合わせて、多用な抗体遺伝子を作り出すことで、全ての抗原に対応しています。

風邪をひいた時の動きを簡単に説明しますね。いろいろな免疫細胞の中からまず、マクロファージと顆粒球(特に好中球)が風邪のウィルスを食べて殺します。さらにナチュラルキラー細胞がウィルス感染細胞を破壊して、マクロファージが感染細胞を食べてお掃除します。またマクロファージがヘルパーT細胞へウィルス侵入の信号を発します。 司令細胞のヘルパーT細胞は、キラーT細胞に命令してウィルスと戦わせます。高熱が出て咳も激しくなっている時がこの状態です。その一方で、ウィルスに対抗する抗体をB細胞に指示して生産させて、これでウィルスを撃破します。この戦いでウィルスに勝てば風邪は治ります。それと同時にT細胞、B細胞がこのウィルスの情報を記憶し再侵入してきた時に備えます。 免疫、抗体の仕組みって複雑ですね。ちなみに、どこかの本に、人に癌の病気が発生するのは宝くじの確率より低いって記載ありました。

2013-01-11

目が見える仕組み(錐体)

光が水晶体を通り、網膜で物を見る仕組みは、一般的に知られてます。網膜には、錐体細胞という、それぞれの光の波長に反応する細胞が並んでます。錐体には3種類あって長波長560nm(黄色周辺)に反応する赤錐体、中波長530nm(黄緑周辺)に反応する緑錐体、短波長420nm(青周辺)に反応する青錐体があり、それぞれの錐体細胞は特定の範囲の波長に最も反応するタンパク質(オプシンタンパク質)を含んでます。これらが可視光線を受け、信号が視神経を経由して大脳の視覚連合野に入り、ここで3種の錐体からの情報の相対比や位置を分析して色を知覚する仕組みになっています。例えば、黄色より長波長の光に対しては、赤錐体にのみ感度があり、緑・青錐体には感度がないという「赤」の視覚パターンを生じます。また、赤錐体には青錐体より短波長側に第二の反応ピークがあるため、青より短波長の光に対しては、赤・青錐体に感度があり、緑錐体には感度がないという「紫」の視覚パターンを生じることで、色を感知しています。ヒトが感じる光が三種類のみであるため、ヒトにとっての光の三原色も同じように赤・緑・青となります(3色型色覚)。

このような仕組みなんですが、個人的に本で、仕組みを理解した時に、疑問が生じました。 個人差はあるのでしょうか? あなたがトマトを見て、赤いと言っている赤と、私が同じトマトを見て赤と認識している色は、同じでしょうか? 目で見た世界は? あくまで、最終的に、光を感知し、電気信号に変換し、脳のニューロン、視野分野で、処理されている(^.^) と言うことはこの目で見える世界は、あくまで、人の脳内で処理され、作られた実体であるということですね。実際には、本当はどういう世界なのかは、分かりません。
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