2 córnea
¿Qué influye en qué veamos?
En el Sistema Visual Humano (SVH) los elementos fotorreceptores sensibles a los diferentes tipos de luz son los conos y los bastones. Estos se encuentran distribuidos de manera no uniforme en la retina del ojo. En la capa sensorial de la fóvea se encuentran células con forma de conos, mientras que en torno a ella hay células con forma de bastones. Según nos alejamos del área sensible, las células con forma de cono se vuelven más escasas y en los bordes exteriores de la retina sólo existen las células con forma de bastones. Aún así, hay una zona donde no existe ningún fotorreceptor, es el punto ciego. Existen aproximadamente unos cien millones de bastones y cuatro millones de conos en cada ojo. A continuación vamos a ver cuáles son sus características más relevantes.
Conos [editar]
Son las células fotosensoras responsables de la visión en condiciones de alta luminosidad (visión fotópica) y están situados mayoritariamente en la fóvea, ya que en ella, los ojos ven con una claridad mayor debido a la estructura nerviosa de la retina (zona con mayor fotosensibilidad). Van descendiendo en número según nos alejamos de la retina periférica. Se requiere mucha luz para que funcionen. Estos codifican el color visualizado, es decir, cada uno de ellos presenta una respuesta dependiendo de la longitud de onda incidente. La sensación de color se produce combinando los tres tipos de conos (rojo, verde y azul). Cada cono tiene unos tipos proteicos llamados opsinas sintonizados para absorber luz en una banda espectral concreta. La eritropsina que tiene mayor sensibilidad para las longitudes de onda largas (luz roja), la cloropsina con mayor sensibilidad para longitudes de onda medias (luz verde) y por último la cianopsina con mayor sensibilidad para las longitudes de onda pequeñas (luz azul).
Estas células están conectadas de forma individual con otras fibras nerviosas, de modo que los estímulos que llegan a cada una de ellas se reproducen entre las demás y permiten distinguir los pequeños detalles.
Como su nombre indica tiene forma cónica. Los segmentos internos tienen aproximadamente 6 micras de diámetro, aunque a nivel de fóvea este diámetro puede llegar a reducirse hasta 1,5 micras. Los extremos de los conos son fagocitados por las células del epitelio pigmentario durante el día, sobre todo al atardecer, para que se vayan renovando.
Son mucho menos sensibles que los bastones, necesitan unos mil fotones como mínimo para actuar.
Bastones [editar]
Los bastones son células fotosensoras responsables de la visión en condiciones de baja luminosidad, la llamada visión escotópica. Estos presentan una elevada sensibilidad a la luz aunque se saturan en condiciones de mucha luz y no detectan los colores. Se ubican en casi toda la retina exceptuando la fóvea. A diferencia de los conos, contienen rodopsina, que es una proteína que presenta una mayor sensibilidad a las longitudes de onda cercanas a 500nm, es decir, a la luz verde azulada (la responsable de la visión escotópica).
Las células se conectan en grupo y responden a los estímulos que alcanzan un área general, pero no tienen capacidad para separar los pequeños detalles de la imagen visual. La diferente localización y estructura de estas células conducen a la división del campo visual del ojo en una pequeña región central de gran agudeza y en las zonas que la rodean, de menor agudeza y con una gran sensibilidad a la luz. Así, durante la noche, los objetos confusos se pueden ver por la parte periférica de la retina cuando son invisibles para la fóvea central.
Los bastones son más delgados que los conos, el diámetro de sus segmentos internos es de aproximadamente 2 micras. Los segmentos externos de los bastones se forman por discos membranosos aislados de la membrana plasmática, donde se encuentra la rodopsina. Estos discos están continuamente renovándose, se van añadiendo discos nuevos en la unión de los segmentos internos y externos. Los discos antiguos se van desplazando hacia la zona del epitelio pigmentario, donde son fagocitados y convertidos en fagosomas durante el ciclo diurno, sobre todo al amanecer.
Son muy sensibles, capaces de detectar la energía de un sólo fotón.
Adaptación al brillo [editar]
El SVH puede detectar un rango total de niveles de brillo elevado (10^10 niveles) pero no a la vez. No se pueden percibir todos a la vez, existe un proceso de adaptación. Aquí es donde aparece el fenómeno de adaptación al brillo que dependiendo del brillo subjetivo percibido el ojo puede discriminar unos niveles u otros. Una vez adaptado, el SVH es capaz de distinguir cerca de unos 50 niveles.
Este proceso de adaptación, requiere de un tiempo cuando hay cambios importantes de luminancia predominante en el campo de visión. Hay dos procesos que permiten dicha adaptación:
Apertura o cierre del iris.
Cambio en la sensibilidad de los conos y bastones.
El mecanismo de la visión nocturna implica la sensibilización de las células en forma de bastones gracias a un pigmento, la púrpura visual o rodopsina, sintetizado en su interior. Para la producción de este pigmento es necesaria la vitamina A y su deficiencia conduce a la ceguera nocturna. La rodopsina se blanquea por la acción de la luz y los bastones deben reconstituirla en la oscuridad. De ahí que una persona que entra en una habitación oscura procedente del exterior con luz del sol, no puede ver hasta que el pigmento no empieza a formarse; cuando los ojos son sensibles a unos niveles bajos de iluminación, quiere decir que se han adaptado a la oscuridad.
Adaptación a la luz [editar]
En la capa externa de la retina está presente un pigmento marrón que sirve para proteger las células con forma de conos de la sobre exposición a la luz. Cuando la luz intensa alcanza la retina, los gránulos de este pigmento van a los espacios que circundan a estas células, revistiéndolas y ocultándolas. De este modo, los ojos se adaptan a la luz.
Factores que influyen en la visión
Tamaño, agudeza visual, contraste y tiempo son factores que determinan la nitidez y el tiempo de respuesta del ojo ante un entorno cambiante.
El ojo humano está formado por un grupo óptico - la córnea, el iris, la pupila y el cristalino-, uno fotorreceptor - la retina- y otros elementos accesorios encargados de diversas tareas como protección, transmisión de información nerviosa, alimentación, mantenimiento de la forma, etc.
Al igual que en la fotografía, la cantidad de luz juega un papel importante en la visión. Así, en condiciones de buena iluminación (más de 3 cd/m2) como ocurre de día, la visión es nítida, detallada y se distinguen muy bien los colores; es la visión fotópica. Para niveles inferiores a 0.25 cd/m2 desaparece la sensación de color y la visión es más sensible a los tonos azules y a la intensidad de la luz. Es la llamada visión escotópica. En situaciones intermedias, la capacidad para distinguir los colores disminuye a medida que baja la cantidad de luz pasando de una gran sensibilidad hacia el amarillo a una hacia el azul. Es la visión mesiópica.
En estas condiciones, se definen unas curvas de sensibilidad del ojo a la luz visible para un determinado observador patrón que tiene un máximo de longitud de onda de 555 nm (amarillo verdoso) para la visión fotópica y otro de 480 nm (azul verdoso) para la visión escotópica. Al desplazamiento del máximo de la curva al disminuir la cantidad de luz recibida se llama efecto Purkinje.
Toda fuente de luz que emita en valores cercanos al máximo de la visión diurna (555 nm) tendrá un rendimiento energético óptimo porque producirá la máxima sensación luminosa en el ojo con el mínimo consumo de energía. No obstante, si la fuente no ofrece una buena reproducción cromática puede provocar resultados contraproducentes.
El campo visualEl campo visual de cada ojo es de tipo monocular, sin sensación de profundidad, siendo la visión en la zona de superposición de ambos campos del tipo binocular. La sensación de profundidad o visión tridimensional se produce en el cerebro cuando este superpone e interpreta ambas imágenes.
Los factores externos que influyen sobre la formación de una buena imagen en la retina pueden dividirse en dos clases: los subjetivos y los objetivos. Los primeros dependen del propio individuo como su salud visual (depende de la edad y del deterioro de la vista), el nivel de atención en lo que mira, si está en reposo o en movimiento o la comodidad visual (nivel de iluminación y deslumbramiento). Mientras que los segundos dependen de lo que estemos mirando, del objeto visual. Son los factores objetivos y son el tamaño, la agudeza visual, el contraste y el tiempo.
El tamaño
El tamaño aparente de un cuerpo en relación con el resto de los elementos que forman el campo visual es un factor importante para distinguirlo con rapidez. Si analizamos las fotos, vemos que la iglesia de la foto de la izquierda parece más pequeña que la de la derecha. Comparada con otros objetos más cercanos, como el árbol que hay en primer plano, parece pequeña. Pero vista de cerca parece muy grande. ¿Qué ha ocurrido si el tamaño real del edificio es el mismo? Lo que ha pasado es que el ángulo visual del ojo abarcado por la construcción respecto al ocupado por el fondo ha aumentado.
La agudeza visual
El tiempo
Como ya sabemos el ojo dispone de mecanismos para enfocar la imagen y transmitirla al cerebro. Este proceso no es instantáneo y requiere un cierto tiempo. Esta inercia es lo que nos permite disfrutar del cine, la televisión o los dibujos animados que no son más que una serie de imágenes estáticas sucesivas. Si, por el contrario, el objeto está en movimiento y hay un alto nivel de iluminación, la inercia visual provocará la impresión de una sucesión de imágenes fijas como ocurre en las discotecas. Es el llamado efecto estroboscópico que fuera de estos usos se debe evitar. Por otro lado, mientras más tiempo dispongamos para ver una imagen, más nítida y detallada será. Con una buena iluminación podremos reducirlo y aumentar la velocidad de percepción.
EL COLOR
Al hablar del color hay que distinguir entre el fenómeno físico donde intervienen la luz y la visión (sensibilidad y contraste) y el fenómeno sensorial. Como fenómeno físico comentaremos, además, los sistemas de especificación y la realización de mezclas.
El color como fenómeno físico
Recordemos brevemente que la luz blanca del sol está formada por la unión de los colores del arco iris, cada uno con su correspondiente longitud de onda. Los colores van del violeta (380 nm) hasta el rojo (770 nm) y su distribución espectral aproximada es:
Cuando un cuerpo opaco es iluminado por luz blanca refleja un color o una mezcla de estos absorbiendo el resto. Las radiaciones luminosas reflejadas determinarán el color con que nuestros ojos verán el objeto. Si las refleja todas será blanco y si las absorbe todas negro. Si, por el contrario, usamos una fuente de luz monocromática o una de espectro discontinuo, que emita sólo en algunas longitudes de onda, los colores se verán deformados. Este efecto puede ser muy útil en decoración pero no para la iluminación general.
Efecto de la luz coloreada sobre los objetos de color.
El ojo humano no es igual de sensible a todas las longitudes de onda que forman la luz diurna. De hecho, tiene su máximo para un valor de 555 nm que corresponde a un tono amarillo verdoso. A medida que nos alejamos del máximo hacia los extremos del espectro (rojo y violeta) esta va disminuyendo. Es por ello que las señales de peligro y advertencia, la iluminación de emergencia o las luces antiniebla son de color amarillo.
El color como fenómeno sensorial
El color como otras sensaciones que percibimos a través de los sentidos está sometida a criterios de análisis subjetivos. Depende de las preferencias personales, su relación con otros colores y formas dentro del campo visual (el contraste, la extensión que ocupa, la iluminación recibida, la armonía con el ambiente...), el estado de ánimo y de salud, etc.
Tradicionalmente distinguimos entre colores fríos y cálidos. Los primeros son los violetas, azules y verdes oscuros. Dan la impresión de frescor, tristeza, recogimiento y reducción del espacio. Por contra, los segundos, amarillos, naranjas, rojos y verdes claros, producen sensaciones de alegría, ambiente estimulante y acogedor y de amplitud de espacio.
Colores y mezclas
A todos aquellos que hallan pintado alguna vez les sonarán términos como colores primarios, secundarios, terciarios o cuaternarios. Los colores primarios o básicos son aquellos cuya combinación produce todos los demás. En pintura son el cyan, el magenta y el amarillo y en iluminación el azul, el verde y el rojo. Cualquier otro color se puede obtener combinándolos en diferentes proporciones. Así los secundarios se obtienen con mezclas al 50%; los terciarios mezclando dos secundarios entre sí, etc.
Las mezclas, que en luminotecnia se consiguen mediante filtros y haces de luces, pueden ser aditivas o sustractivas.
Las mezclas aditivas u ópticas se obtienen sumando haces de luces de colores. El color resultante dependerá de la componente que se halle en mayor proporción y será más intenso que estas. Si la suma diera blanco se diría que son colores complementarios.
Las mezclas sustractivas o pigmentarias se consiguen aplicando a la luz blanca una serie de sucesivos filtros de colores que darán un tono de intensidad intermedia entre las componentes.
Para definir los colores se emplean diversos sistemas como el RGB o el de Munsell. En el sistema RGB (Red, Green, Blue), usado en informática, un color está definido por la proporción de los tres colores básicos - rojo, verde y azul - empleados en la mezcla. En el sistema de Munsell se recurre a tres parámetros: tono o matiz (rojo, amarillo, verde...), valor o intensidad (luminosidad de un color comparada con una escala de grises; por ejemplo el amarillo es más brillante que el negro) y cromaticidad o saturación (cantidad de blanco que tiene un color; si no tiene nada se dice que está saturado).
¿Cómo conseguimos saber qué vemos?
Uno de los objetivos de nuestro sistema cognitivo es reconocer y clasificar los estímulos entrantes.
Sistema de cognición general:
OBJETO à proyecta imagen sobre RETINA à se produce la CODIFICACIÓN como señal de entrada. Que se compara con las representaciones que conservan las propiedades invariantes Memoria. Se produce el reconocimiento mediante un conjunto de PROCESOS DE AJUSTE Y COMPARACION entre el objeto externo y las representaciones almacenadas en la memoria.
Cuales son los problemas
DEFECTOS DE LA VISION
El ojo miope tiene un sistema óptico con un exceso de convergencia.
El foco está delante de la retina cuando el ojo está relajado, sin efectuar acomodación, y al alcanzar la máxima acomodación está más cerca del cristalino que en el ojo normal.
La persona miope no ve bien de lejos. Al estar el punto focal del ojo más cerca de la córnea que en un ojo normal, los objetos situados en el infinito forman la imagen delante de la retina y se ven borrosos. Empiezan a verse bien cuando están cerca (en el punto remoto).
Del punto remoto al punto próximo realiza acomodación como el ojo normal.
Hipermetropía
El foco está fuera del globo ocular.
Tiene el punto próximo más lejos que el ojo normal (más de 25 cm) porque "gasta antes" el recorrido de acomodación que es capaz de hacer. El punto remoto es virtual y está detrás del ojo.
Con el paso de los años se reduce la capacidad de adaptación del cristalino (pierde flexibilidad) y aumenta la distancia a la que se encuentra el punto próximo. Este defecto se llama presbicia y se corrige con lentes convergentes.
Astigmatismo
Si el ojo tiene una córnea deformada (como si la córnea fuese esférica con una superficie cilíndrica superpuesta) los objetos puntuales dan como imágenes líneas cortas. Este defecto se llama astigmatismo y para corregirlo es necesario una lente cilíndrica compensadora.
Cataratas
Es muy frecuente que al envejecer el cristalino se vuelva opaco y no permita el paso de la luz. En esto consiste la catarata. Recuerda que muchos personajes históricos que vivieron muchos años, en su vejez se volvieron ciegos.
Hoy se operan extirpando el cristalino e instalando en su lugar una lente plástica intraocular que hace su funciones y que no necesita ser sustituida en el resto de la vida.
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