La luz y la visión

Radiaciones electromagnéticas, luz, ojo, cerebro y visión

¿Sería posible que alguien dijera que esta bandera tiene una franja central azul y dos franjas laterales verdes? No podemos saber qué colores ve exactamente el cerebro de otra persona.

Mirando la imagen de esta hermosa bandera, parecerá una tontería decir que "los colores no existen".

Sin embargo, la afirmación es verdadera: los colores solamente existen en nuestro cerebro. No tienen existencia real.

Lo que existe es un material que refleja ondas electromagnéticas de variadas longitudes que penetran por la pupila del ojo, chocan contra la retina y ahí producen un efecto físico que se transmite cada cierta fracción de segundo al cerebro, a través del nervio óptico.

Es el cerebro el que decide qué colores estamos viendo.

Es más, si no están presentes los seres dotados de visión, los atardeceres tropicales no sólo se quedan sin admiradores, sino que no existen físicamente. Las imágenes y los colores están en el cerebro, no en las nubes ni en el cielo.

Bandera
Bandera de España en Plaza Colón, Madrid

La hermosa imagen que vemos abajo de estas líneas, se obtiene combinando diversas longitudes de ondas capturadas por lentes especializadas. Sería imposible que un astronauta pudiera contemplar esta espectacular visión desde su nave espacial, porque sus ojos solamente perciben longitudes de onda de lo que llamamos luz visible. Vería algo hermoso, sin duda, pero ni por asomo lo que refleja esta fotografía.

Polvo de estrellas
Visión nocturna
Rayos X
Si la retina humana pudiera reaccionar ante el estímulo de ondas de longitudes de 2.000 Angström (infrarrojo) no necesitaríamos dispositivos especiales para ver de noche.
Una retina sensible al estímulo de ondas de 10 Angström de longitud (rayos X), nos harían ver así a estos cuatro chicos.

La luz que podemos ver con nuestros ojos, tiene longitudes de onda de entre 400 nanómetros (4.000 Angström) y 780 nanómetros (7.800 Angström).

Según sea la longitud de esa onda, el cerebro la percibe como un color violeta, azul, verde, amarillo, naranja o rojo.

En resumidas cuentas, vemos solamente una pequeña parte del espectro de radiaciones existentes.

Las otras longitudes de ondas, las de rayos gamma, rayos X, ultravioleta, infrarrojo, microondas, llegan al ojo pero la retina no reacciona ante ellas y, por lo tanto, no las transmite al cerebro.

Gracias al ingenio de su mente, el ser humano ha construido dispositivos que le permiten ampliar su visión del mundo captando esas otras longitudes de ondas.

Esto es lo que hacen los telescopios terrestres y espaciales equipados con cámaras de radiofrecuencias, rayos gamma, rayos X y radiofrecuencias.

Si va a la Portada de esta web y en el índice de materias selecciona "telescopios", ahí hay varios apartados que informan con bastante detalles cómo en "radiotelescopios", "grandes telescopios" y "telescopios espaciales" se utilizan este instrumental adicional a los grandes lentes y espejos ópticos.

Ondas longitudes

Las señales eléctricas producidas en la retina, se transmiten, a través del nervio óptico, a un centro denominado LGN y de ahí pasan luego al lóbulo occipital para su interpretación final como imagen.

El LGN (lateral geniculate nucleo) es el principal centro de procesamiento de la información recibida desde la retina del ojo. Se encuentra en el interior del tálamo del cerebro, y por lo tanto es parte del sistema nervioso central.

El LGN recibe información directamente desde las células ganglionares de la retina a través del nervio óptico Las neuronas del LGN envían sus axones a través de la radiación óptica a la corteza visual primaria, también conocida como el córtex estriado, en la parte media y posterior del lóbulo occipital.

Nuestra experiencia visual de la realidad se construye en el cerebro. Percibimos con ayuda de los ojos, pero la experiencia visual se construye en el cerebro, no en la retina.

Ojo y LGN

La tercera dimensión es un construcción cerebral. Las dos retinas son estructuras bidimensionales.

A partir de la información bidimensional, el cerebro construye una tercera dimensión que no existe en la información de entrada. Esto lo hace a partir de las diferencias espaciales entre la imagen de un ojo y la del otro. Si cerramos un ojo y luego el otro de manera alternativa, vemos que la imagen se desplaza de izquierda a derecha. El cerebro utiliza este desplazamiento para construir la tercera dimensión.

El cerebro es una estructura física y tiene limitaciones en términos del número de neuronas y de las sinapsis que las conectan. El nervio óptico, por ejemplo, contiene un millón de fibras que viajan desde la retina hasta el tálamo; comparado este millón de cables con el número de píxeles que tiene una cámara digital de fotos, es un número bastante pequeño.

Sin embargo, nuestra experiencia de la realidad es mucho más detallada y nítida que la de la cámara digital. Esto se debe a que el cerebro no procesa la información que recibimos de manera uniforme.

Cuando la retina se fija en un objeto, no capta de igual forma todos los puntos, sino que atribuye mayor importancia a ciertas características de la zona visual; por ejemplo: a los bordes de los objetos les da más importancia que al interior de los mismos; y a las esquinas, más importancia que a las líneas rectas. Esto es porque contienen más información, son menos redundantes que las otras. Y en base a esto, nuestro cerebro  construye lo que para él es la realidad. El cerebro rellena a su manera, la información que no recibe, haciendo inferencias sobre lo que puede haber ahí.

Vision binocular

Una prueba de que las imágenes están en el cerebro es que si cerramos los ojos  podemos imaginar un escenario visual o recordar la imagen de una persona. Cuando soñamos tenemos imágenes visuales sin recibir ninguna entrada sensorial desde los ojos.

Pero nuestra experiencia visual de la realidad se construye en el cerebro. Percibimos con ayuda de los ojos, pero la experiencia visual se construye en el cerebro, no en la retina.

Una de las personalidades científicas más avanzadas actualmente en las investigaciones acerca de la visión es la investigadora española Susana Martínez-Conde.

Estudiando las ilusiones visuales ha intentado encontrar los tipos de algoritmos que utiliza el cerebro para constituir la percepción visual. Su ilustrada opinión es que hay una realidad que está ahí fuera y una realidad que cada uno de nosotros percibe. Opina que nunca va a haber una correspondencia del ciento por ciento entre esas realidades.

Textualmente dice: “El cerebro no intenta reconstruir la realidad tal y como es, sino que construye nuestra experiencia subjetiva, y la correspondencia nunca es total. Funcionamos con versiones propias, aunque bastante buenas de la realidad”.

 

Susana Martínez

Susana Martínez-Conde (La Coruña, 1966. Doctorada en la Universidad de Santiago de Compostela) trabaja desde el año 1997 en el Laboratorio de la Facultad de Medicina de Harvard y en el Barrow Neurological Institute de Phoenix (Estados Unidos).

Desde tiempos inmemoriales los magos ilusionistas han hecho la delicia del público. Muchos de sus trucos se basan en el modo de percepción visual.

Durante casi 200 años, artistas, psicólogos, y neurólogos han discutido si este tipo de ilusión proviene del ojo o si se produce en el cerebro.

Desde hace más de una década, los estudios se han centrado en el intenso efecto ilusorio de movimientos percibidos en la imagen denominada Enigma, que creó el artista Isia Leviant en el año 1981.

Si se observa la imagen durante un rato, se percibe un movimiento rotatorio en los 3 círculos azules, unas veces en un sentido y otras en sentido contrario. Además, si se aleja el ojo de la pantalla, da la impresión que los círculos aumentan de tamaño.

Parece ser que el ojo tiene un tipo de pequeñísimos movimientos (microsacadas) durante la fijación visual y que pueden ser la causa de la ilusión de movimientos rotatorios en la imagen. Los experimentos revelan que existe relación directa entre la producción de microsacadas y la percepción de movimiento en Enigma y excluyen la hipótesis de que el origen de la ilusión sea puramente cortical.

Ilusión
El dibujo denominado Enigma
Colores mezclados

Mira primero el cuadro de la izquierda y cuenta los colores que aparecen en el dibujo ¿cuántos crees que hay incluido el blanco?

Ahora mira el mismo dibujo pero ampliado que hay a la derecha y sabrás si has acertado en la respuesta.

Colores separados

En la imagen que sigue, puede ver el rostro de Einstein pero no es nuestro genial físico. Si te alejas unos pasos de la pantalla y cierras un poco los ojos y vuelves a mirar la imagen, verás que no es Einstein!. Genial no?

Einstein

Pulse en este párrafo para ver maravillosas imágenes de la Vía Láctea obtenidas por telescopios sensibles a diferentes longitudes de onda.

El cerebro es un órgano que se ha desarrollado a lo largo de millones de años de evolución. Esto no quiere decir que sea la manera óptima, o la manera ideal, para poder recibir e interpretar información. Simplemente, es una manera suficientemente buena de ver el propio cuerpo y el mundo que lo rodea.

Noticia del 13 de noviembre de 2012. Por fin, unos científicos consiguen hacer que un objeto sea invisible.
Un equipo científico de la Universidad de Duke, ha logrado que un objeto cilíndrico de 7,5 centímetros de ancho y 1 cm de alto se vuelva invisible por completo a las microondas, sin reflejos fantasmales y sin el más mínimo rastro de este objeto. El experimento aparece descrito en la revista Nature Materials. Sus creadores creen que este experimento podría revolucionar la transmisión de la luz. Pulse aquí para leer toda la noticia.

ENLACES INTERESANTES

Los científicos estudian a los magos para entender la mente humana

El Laboratorio de Susana Martínez

Cómo el sistema visual evita que el mundo desaparezca de la vista

Ilusiones ópticas

Los movimientos del ojo en Quo.es (Barcelona)

Ir a la página inicial