Biofísica de la visión

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BIOFISICA DE LA VISIÓN

El sentido de la vista es el que permite al hombre conocer el medio que lo rodea, relacionarse con sus semejantes, y el hombre debe contar con los elementos adecuados para captar e interpretar señales provenientes de aquellos. Las imágenes visuales le proporcionan a través del ojo, información sobre el color, la forma, la distancia, posición y movimiento de los objetos.
Es el sentido humano más perfecto y evolucionado. El órgano receptor es el ojo o globo ocular, órgano par alojado en las cavidades orbitarias.

LUZ VISIBLE


La luz visible es una de las formas como se desplaza la energía. Las ondas de luz son el resultado de vibraciones de campos eléctricos y magnéticos, y es por esto que son una forma de radiación electromagnética (EM). La luz visible es tan sólo uno de los muchos tipos de radiación EM, y ocupa un pequeño rango de la totalidad del espectro electromagnético. Sin embargo, podemos percibir la luz directamente con nuestros ojos, y por la gran importancia que tiene para nosotros, elevamos la importancia de esta pequeña ventana en el espectro de rayos EM. Las ondas de luz tienen longitudes de onda entre 400 y 700 nanómetros (4 000 y 7 000 Å). A medida que el arcoiris se llena de matices, nuestros ojos perciben diferentes longitudes de ondas de luz.
El ojo humano evolucionó en respuesta a la luz emitida por el Sol. Es por esto que nuestros ojos son sensibles a los colores que abarcan del amarillo al verde. 


La luz visible es una pequeña región del espectro electromagnético cuyas ondas tienen una longitud que va desde los 780 nanómetros de la luz roja a unos 380 en la violeta. Esta pequeña región del espectro es la luz que percibe el ojo humano y nos permite ver los objetos. 


La luz blanca es el conjunto de todas las longitudes de onda del espectro visible en proporciones iguales. Cada longitud de onda corresponde a un color diferente del rojo al violeta. El color de las cosas depende en la manera en que reflejan la luz. La luz blanca es la mezcla de todos los colores. Puedes ver estos colores si haces pasar la luz a través de un cristal especial que se llama prisma. Cuando la luz blanca atraviesa un prisma, se dispersa y se separa en diferentes colores. Si miras atentamente podrás ver siete tiras de color, cada una penetrando en las siguientes. Los colores son rojo, naranja, amarillo, verde, azul, añil o índigo (una mezcla de azul y violeta) y finalmente violeta. Cuando la luz blanca ilumina un objeto, parte de los colores son absorbidos y otros son reflejados; cuando las cosas se ven blancas es porque absorben todos los colores y no reflejan ninguno, y cuando las cosas se ven negras es porque no reflejan casi nada de luz que les llega.
La luz se propaga en línea recta. La línea recta que representa la dirección y el sentido de la propagación de la luz se denomina rayo de luz (el rayo es una representación, una línea sin grosor, no debe confundirse con un haz, que sí tiene grosor). Un hecho que demuestra la propagación rectilínea de la luz es la formación de sombras. Una sombra es una silueta oscura con la forma del objeto.

OJO Y CÉLULAS RECEPTORAS

El ojo es un órgano que detecta la luz, por lo que es la base del sentido de la vista. Se compone de un sistema sensible a los cambios de luz, capaz de transformar éstos en impulsos eléctricos. Los ojos más sencillos no hacen más que detectar si los alrededores están iluminados u oscuros. Los más complejos sirven para proporcionar el sentido de la vista. El ojo es el órgano de la visión en los seres humanos y en los animales. Los ojos de las diferentes especies varían desde las estructuras más simples, capaces de diferenciar sólo entre la luz y la oscuridad, hasta los órganos complejos que presentan los seres humanos y otros mamíferos, que pueden distinguir variaciones muy pequeñas de forma, color, luminosidad y distancia. En realidad, el órgano que efectúa el proceso de la visión es el cerebro; la función del ojo es traducir las vibraciones electromagnéticas de la luz en un determinado tipo de impulsos nerviosos que se transmiten al cerebro.
La cantidad de luz que entra en el ojo se controla por la pupila, que se dilata y se contrae con este fin. La córnea y el cristalino, cuya configuración está ajustada por el cuerpo ciliar, enfocan la luz sobre la retina, donde unos receptores la convierten en señales nerviosas que pasan al cerebro. Una malla de capilares sanguíneos, el coroides, proporciona a la retina oxígeno y azúcares. Izquierda: Las glándulas lagrimales secretan lágrimas que limpian la parte externa del ojo de partículas y que evitan que la córnea se seque. El parpadeo comprime y libera el saco lagrimal; con ello crea una succión que arrastra el exceso de humedad de la superficie ocular.

La retina tiene una estructura compleja. Está formada básicamente por varias capas de neuronas interconectadas mediante sinapsis. Las únicas células sensibles directamente a la luz son los conos y los bastones. Los bastones funcionan principalmente en condiciones de baja luminosidad y proporcionan la visión en blanco y negro, los conos sin embargo están adaptados a las situaciones de mucha luminosidad y proporcionan la visión en color.


La capa interna o retina, está constituida por células fotosensibles, que son de 2 tipos:

• Conos, que aprecian los colores.

• Bastones, que aprecian el blanco y el negro.


Las primeras o células fotorreceptoras (conos y bastones) se localizan apuntando hacia la parte posterior del globo ocular de forma que para alcanzar estas células la luz debe atravesar un montón de estructuras de forma que sólo aproximadamente el 10 % de la luz que incide sobre la córnea alcanza la retina. De esta luz no toda es capturada por los fotorreceptores y así por ejemplo en algunos vertebrados nocturnos aparece una capa reflectante llamada tapete situada por detrás de los fotorreceptores cuya función es incrementar la posibilidad de que la luz más tenue estimule a las células y esto es lo que explica que muchos ojos de animales brillen en la noche. Las células receptoras son los conos y los bastones. Los conos se relacionan con la visión en colores la visión diurna, y los bastones con la visión nocturna. Existen más de 100 millones de bastones en el ojo humano, y cerca de 4 millones de conos. Cada bastón se divide en un segmento externo y uno interno, el que a su vez posee una región nuclear y una región sináptica. En el segmento externo unos discos llamados discos contienen compuestos fotosensibles en sus membranas, que responden a la luz provocando una serie de reacciones que indican potenciales de acción.
Los conos también poseen estos segmentos, a diferencia de los conos, su región exterior tiene una conformación distinta, mediante el plegamiento de su membrana se da lugar a la formación de los sacos, en cuyas membranas también se encuentran pigmentos fotosensibles.

VISIÓN Y PERCEPCIÓN

En concreto, la luz entra a través de la córnea, después, el rayo luminoso encuentra el iris, y a través de la pupila el rayo luminoso pasa al cristalino, después del cristalino, la luz atraviesa una masa gelatinosa clara, el humor vítreo, por último, el rayo de luz llega a la retina. Las impresiones obtenidas por las células sensoriales de la retina son conducidas por el nervio óptico y posteriormente a la vía óptica, al centro visual del cerebro, donde la imagen toma forma y la percibimos.
La visión y percepción son dos procesos dependientes entre sí, pero muy diferentes. Hablamos de visión cuando nos referimos al hecho físico de recibir y sentir la luz con nuestro aparato ocular.

  • VISIÓN
  • CAMPO VISUAL


Estas sensaciones visuales deben ser procesadas por el cerebro para que puedan ser comprendidas, a esto le llamaremos percepción. Podemos estudiar la percepción desde distintos puntos de vista:

  • PERCEPCIÓN DE LA FORMA
  • PERCEPCIÓN DEL ESPACIO
  • PERCEPCIÓN DEL COLOR
  • PERCEPCIÓN DEL MOVIMIENTO


En la percepción visual de las formas hay un acto óptico-físico que funciona mecánicamente de modo parecido en todos los hombres. Las diferencias fisiológicas de los órganos visuales apenas afectan al resultado de la percepción, y eso que, tamaño, separación, pigmentación y otras muchas características de los ojos, hacen captaciones diferenciadas de los modelos. Su mecánica funcional, inspeccionando por recorridos superficiales y profundos, rápidos o lentos, itinerarios libres y obligados, los intervalos del parpadeo o el descanso por el "barrido" de los ojos, producen una información prácticamente idéntica en todos los individuos de vista sana. Las diferencias empiezan con la interpretación de la información recibida; las desigualdades de cultura, educación, edad, memoria, inteligencia, y hasta el estado emocional, pueden alterar grandemente el resultado. Porque se trata de una lectura, de una interpretación inteligente de señales, cuyo código no está en los ojos sino en el cerebro. Estas formas o imágenes se "leen" a semejanza de un texto literario, unas fórmulas matemáticas o una partitura musical, y de igual manera tiene su aprendizaje, requiriendo una gramática que explique sus leyes y profundice el sentido de la lectura.


REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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