7. VISION
Se llama visión a la capacidad de interpretar nuestro entorno gracias a los rayos de luz que alcanzan el ojo. La visión o sentido de la vista es una de las principales capacidades sensoriales del hombre y de muchos animales.
El ojo es la puerta de entrada por la que penetran los estímulos luminosos que se transforman en impulsos eléctricos gracias a unas células especializadas de la retina que son los conos y los bastones. El nervio óptico transmite los impulsos eléctricos generados en la retina al cerebro, donde son procesados en la corteza visual. En el cerebro tiene lugar el complicado proceso de la percepción visual gracias al cual somos capaces de percibir la forma de los objetos, identificar distancias y detectar los colores y el movimiento. La lesión de una de las estructuras del sistema visual puede causar ceguera aunque el resto no presente ninguna alteración. En la Ceguera Cortical ocasionada por una lesión en la región occipital del cerebro, se produce pérdida completa de visión aunque el ojo y el nervio óptico no presentan ninguna anomalía.
7.1 La luz visible
Se denomina espectro de luz visible a la región del espectro electromagnético que el ojo humano es capaz de percibir. A la radiación electromagnética en este rango de longitudes de onda se le llama luz visible o simplemente luz. No hay límites exactos en el espectro visible; un típico ojo humano responderá a longitudes de onda desde 400 a 700 nm aunque algunas personas pueden ser capaces de percibir longitudes de onda desde 380 a 780 nm. 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.
Un ojo adaptado a la luz generalmente tiene como máxima sensibilidad un valor de 555 nm, en la región verde del espectro visible. El espectro sin embargo no contiene todos los colores que los ojos humanos y el cerebro puedan distinguir. Café, rosado y magenta están ausentes, por ejemplo, porque se necesita la mezcla de múltiples longitudes de onda, preferiblemente rojos oscuros. La longitud de onda visible al ojo también se pasa a través de una ventana óptica, la región del espectro electromagnético que pasa muy atenuada a través de la atmósfera terrestre. La respuesta del ojo humano está definida por una prueba subjetiva, pero las ventanas atmosféricas están definidas por medidas físicas. La ventana visible se la llama así porque ésta superpone la respuesta humana visible al espectro; la ventana infrarroja está ligada a la ventana de respuesta humana y la longitud de onda media infrarroja, la longitud de onda infrarroja lejana están muy lejos de la región de respuesta humana.
Los colores del arco iris en el espectro visible incluye todos esos colores que pueden ser producidos por la luz visible de una simple longitud de onda, los colores del espectro puro o monocromáticos. A pesar que el espectro es continuo y por lo tanto no hay cantidades vacías entre uno y otro color, los rangos anteriores podrían ser usados como una aproximación.
violeta 380–450 nm
azul 450–495 nm
verde 495–570 nm
amarillo 570–590 nm
anaranjado 590–620 nm
rojo 620–750 nm
7.2 El ojo y las células fotoreceptoras
La retina de los vertebrados es un tejido sensible a la luz situado en la superficie interior del ojo. Es similar a una tela donde se proyectan las imágenes. La luz que incide en la retina desencadena una serie de fenómenos químicos y eléctricos que finalmente se traducen en impulsos nerviosos que son enviadas hacia el cerebro por el nervio óptico. 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.
Estructura macroscópica de la retina
La retina al separarse del epitelio pigmentario, es transparente, sobre todo con la luz. Pero en la oscuridad presenta un color rojizo debido a la presencia de rodopsina contenida en las células de los bastones. En la superficie de la retina se pueden observar diversas estructuras:
Papila, disco óptico o punto ciego: La papila es el punto donde el nervio óptico entra en el globo ocular, atravesando la membrana esclerótica, las coroides y finalmente la retina. Es un disco rosado que se encuentra en la parte posterior del globo ocular y está situado unos 3 milímetros medialmente al polo posterior del ojo. Tiene un diámetro medio entre 2 x 1.5 mm. En la papila no existen fotorreceptores, por lo que se llama punto ciego.
Ora serrata: Es el límite anterior de la retina. Existe una ora serrata nasal o medial y una ora serrata lateral o temporal.
Fóvea: Está situada a unos 2,5 mm o 17 grados del borde temporal de la papila óptica, donde la superficie de la retina está deprimida y poco profunda. Presenta un mayor número de células ganglionares, con una distribución más regular y precisa de los elementos estructurales, posee sólo conos. Los vasos sanguíneos rodean a la fóvea por arriba y por abajo, mientras que dentro de ella sólo existen pequeños capilares. En el mismo centro de la fóvea, en un área de unos 0,5 mm de diámetro no existen capilares para aumentar al máximo la transparencia de la retina.
Capa de las células fotorreceptoras: contiene a los conos y los bastones. Los conos son células fotorreceptoras que nos permiten ver los colores, los bastones son células fotorreceptoras que nos permiten ver en tonalidades grisáceas cuando existe poca luz.
Área central de la retina: Es la porción de la retina que rodea a la fóvea y donde se produce la mayor fotorrecepción. La fóvea y la pequeña área que la rodea contienen un pigmento amarillo y por eso se llama mácula lútea.
Área periférica de la retina: Los elementos de la retina son de menor número, de mayor tamaño y distribuidos menos regularmente. Tiene menos capacidad de fotorrecepción.
Células de la retina
La retina tiene tres tipos de células:
Pigmentadas: Se encargan del metabolismo de los fotorreceptores.
Neuronas: Hay seis tipos:
· Células fotorreceptoras: Son los conos y los bastones.
· Células horizontales.
· Células bipolares de la retina.
· Células amacrinas.(Horizontales, bipolares y amacrinas son neuronas integradoras.)
· Células interplexiformes.
· Células ganglionares de la retina.
Células de sostén:
· Astrocitos.
· Células de Müller.
Los conos son células sensibles ala luz que se encuentran en la retin, se les da este nombre por su forma conoide que tiene un segmento externo, y son las responsables de la luz a color. En la zona central de la retina (fóvea), la cantidad de conos es mayor, su número desciende a medida que nos acercamos a la periferia. En la especie humana y en muchos otros primates, existen tres tipos diferentes de conos, cada uno de ellos es sensible de forma selectiva a la luz de una longitud de onda determinada, verde, roja y azul. Esta sensibilidad específica se debe a la presencia de unas sustancias llamadas opsinas. La eritropsina tiene mayor sensibilidad para las longitudes de onda largas de alrededor de 560 nanómetros (luz roja), la cloropsina para longitudes de onda medias de unos 530 nanómetros (luz verde) y por último la cianopsina con mayor sensibilidad para las longitudes de onda pequeñas de unos 430 nanómetros (luz azul). El cerebro interpreta los colores a partir de la razón de estimulación de los tres tipos de conos. Aunque existen mamíferos nocturnos que poseen solamente uno de estos pigmentos, mientras que algunas aves y reptiles tienen cuatro y son capaces de detectar la luz ultravioleta no visible para los humanos.
Los bastones son células fotorreceptoras de la retina responsables de la visión en condiciones de baja luminosidad. 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. Contienen rodopsina, que es una proteína que presenta una mayor sensibilidad a las longitudes de onda cercanas a 500 nanómetros, es decir, a la luz verde azulada. Los bastones 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 conduce a la división del campo visual del ojo en una pequeña región central de gran agudeza y una zona periférica de menor agudeza, pero con gran sensibilidad a la luz. Así, durante la noche, los objetos 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 están formados por discos membranosos aislados de la membrana plasmática, donde se encuentra la rodopsina. Estos discos están continuamente renovándose. 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. Estas células son muy sensibles, capaces de detectar la energía de un sólo fotón y las responsables por tanto de que sea posible la visión en condiciones de poca luminosidad.
7.3 Fotoquímica de la visión
Ciclo Visual Rodopsina-Retina y Excitación de los Bastones
El segmento externo del bastón que se extiende hasta la capa pigmentaria de la retina, tiene 40% de concentración de la rodopsina o púrpura visual. Esta sustancia se compone de una combinación de la proteína escotopsina y del pigmento carotenoide retinal. Esta forma de retinal, es de un tipo determinado, 11-cis retinal. Esta forma cis del retinal es importante porque se trata de la única que puede unirse a la escotopsina para sintetizar la rodopsina. Cuando la rodopsina absorbe la energía lumínica, este pigmento se descompone en billonésimas de segundo. La causa reside en la fotoactivación de los electrones en la rodopsina, que dá un cambio instantáneo de la forma cis a la forma toda-trans que se trata de una molécula recta en lugar de una molécula doblada. Como la orientación tridimensional del los sitios de reacción de todo-trans retinal ya no se ajusta a los sitios de reacción de la proteína escotopsina, qué comienza a separarse de la escotopsina. El producto inmediato es la batorrodopsina, una combinación parcialmente disociada del todo-trans retinal y la escotopsina. La batorrodopsina es sumamente inestable y se descompone en nanosegundo en lumirrodopsina. Que a su ves se decompone en microsegundo en metarrodopsina I; a continuación, en un milisegundo aproximadamente forma metarrodopsina II y, por último, mucho más lentamente, se descomponen los productos completamente disociados: Escotopsina y Todo-trans retinal.
La metarrodopsina II, también llamada rodopsina activa, es la que introduce los cambios eléctricos de los bastones que transmite después la imagen visual al sistema nervioso central.
Regeneración de la Rodopsina
La primera etapa de la regeneración de la rodopsina consiste en la reconversión del todo-trans retinal en 11-cis retinal. Este proceso requiere energía metabólica y está catalizada por la enzima retinal isomerasa. Una vez formado el 11-cis retinal, se recombina automáticamente con la escotopsina para volver a formar rodopsina, la cual permanece estable hasta que la absorción de energía lumínica vuelve a desencadenar su descomposición.
Función de la Vitamina A en la Formación de Ropsina
Existe una segunda vía química mediante la cual el todo-trans retinal se convierte en 11-cis retinal. Consiste en la conversión de todo-trans retinal primero en todo-trans retinol que es una forma de la vitamina A. Después, de todo- trans retinol se transforma en 11-cis retinol por la influencia de la enzima isomerasa; y, por último, el 11-cis retinol se convierte en 11- cis retinal que se combina con la escotopsina para formar nueva rodopsina. La vitamina A está presente tanto en el citoplasma de las bastones como en el epitelio pigmentario de la retina; en consecuencia, en condiciones normales siempre se encuentra disponible para formar nuevo retinal cuando se necesita por el contrario, cuando la cantidad de retinalen la retina resulta excesiva, el sobrante se convierte de nuevo en vitamina A, con lo que disminuye la cantidad de pigmento fotosensible de la retina.
Esta interconversión entre el retinal y la vitamina A contribuye de modo especial a la adaptación a largo plazo de la retina a las diferentes intensidades de luz.
Fototransducción
Cuando la retina esta en condiciones de oscuridad, se encuentran abiertos una serie de canales iónicos a nivel de los segmentos externos de los fotorreceptores que permiten la entrada fundamentalmente de iones Sodio. Esta entrada de Sodio, despolariza parcialmente a los fotorreceptores, permitiendo la liberación de neurotransmisor a nivel de sus terminales sinápticos. El transmisor liberado se supone que es Glutamato. Cuando la luz estimula a la molécula de rodopsina, se producen una sería de cambios que se presentan esquemáticamente en la imagen siguiente, que van a producir el cierre de los canales iónicos permeables al sodio. Por tanto cesa la entrada de sodio y el fotorreceptor se hiperpolariza, con lo que deja de liberar el neurotransmisor.
La corriente que se produce durante las condiciones de oscuridad es debida en un 80% a la entrada de iones sodio, sin embargo el canal es también permeable a los iones calcio y magnesio. Además en oscuridad debe existir un mecanismo para eliminar tanto el calcio como el exceso de sodio. Este mecanismo parece ser que consiste en un intercambiador sodio/calcio a nivel de la membrana de los segmentos externo. El calcio, además tiene un importante papel en todo el proceso de la fototransducción, ya que aunque no participa directamente en la cascada de la fototransducción, mejora la capacidad de los bastones para recuperarse después de la iluminación, teniendo un importante papel regulador en los fenómenos de adaptación a las condiciones de luz/oscuridad.
7.4 Visión en Color por los Conos
7.5 Percepcion
La percepción es un proceso nervioso superior que permite al organismo, a través de los sentidos, recibir, elaborar e interpretar la información proveniente de su entorno.
El estímulo pertenece al mundo exterior y produce un primer efecto o sensación en la cadena del conocimiento; es de orden cualitativo como el frío, el calor, lo duro, lo gelatinoso, lo rojo, lo blanco. Es toda energía física, mecánica, térmica, química o electromagnética que excita o activa a un receptor sensorial. La percepción pertenece al mundo individual interior, al proceso psicológico de la interpretación y al conocimiento de las cosas y los hechos. Identificar la realidad por las impresiones que se producen en nuestros sentidos es una de las más firmes evidencias de la perfección de la mente humana. La diferencia entre las sensaciones recibidas y la realidad del mundo físico que nos rodea, la explica la sicología, aunque están implicadas otras muchas ciencias, como la geometría, la física o la biología.
Percepción visual es un proceso activo mediante el cual el cerebro transforma la información lumíca que capta el ojo en una recreación de la realidad externa, que es personal, basada en programas genéticamente determinados y que adquiere una tonalidad emocional única.
El Equilibrio. Es una exigencia instintiva de la visión que obedece a la necesidad que siente el ojo de establecer en orden firme y seguro en lo que ve. Lo desequilibrado le da sensación de inestabilidad y también de movimiento.
Explicación: El equilibrio es una balanza que puede ser de brazos de igual longitud, cuando se trata de equilibrar elementos o grupos de elementos que pesan lo mismo. Los elementos equilibrados se sitúan a la misma distancia del eje de la composición.
La Simetría. Es una línea imaginaria, vertical u horizontal que aplazar por el centro de la composición queda dividida en dos partes que tienen igual o parecida configuración.
Explicación. La simetría es absoluta o perfecta cuando al doblar la figura por el eje, las dos partes en que están divididas por este coinciden punto por punto.
El Cerramiento. Es el principio de la percepción visual fundamental en el diseño grafico, de cualquier clase que sea, Merced al cual se integran en una sola imagen totalizadora los distintos elementos que entran en la diagramación de la pagina: Textos, titulos, ilustraciones, pies de fotos, Etc.
Explicación. El Cerramiento es la visión que tiende a acercar manchas o formas aisladas relacionándolas de manera que su conjunto se percibe como una forma completa que no existe sino en función de esa relación.
La Figura y Fondo.
Figuras: son impresiones percibidas como una unidad u objeto que tiene forma y contorno, es un sentido general, posee un carácter destacado, brillo, color y volumen, incluye por las características ambientales de fondo.
Fondo: Es la zona del campo de la perfección que recibe menos tratamiento que la figura, por lo tanto carece de forma y contorno, dando la impresión de estar detrás de la figura.
Explicación: Según esta ley toda forma o superficie rodeada tiende a convertirse en la figura, en tanto del espacio que lo rodea actúa como forma.
La Asociación. Es la vista que tiende a unir o relacionar elementos que tienen entre si un parecido o están muy próximos unos del otro.
Explicación.La Asociación tiene como finalidad agrupar las figuras iguales y se clasifican en: Asociación por semejanza de forma, Asociación por semejanza de Colores, Asociación por semejanza de valores, Asociación por tamaño, Asociación por semejanza de tamaño, Asociación por dirección común.
La Tensión o Proximidad. Es la fuerza que hace que la forma en el espacio plástico sea bidimensional o tridimensional, se aproximen o parezcan aproximarse, para constituir una forma única significativa.
Explicación.La Tensión aunque se presente aislada, sentimos que todas ellas, tienden a relacionarse por virtud de esa fuerza que puede compararse con la de la Gravitación Universal.
La Subordinación. Es cuando en una composición aparece destacado algún elemento, decimos que ellos están subordinados a este.
Explicación. La subordinación es el centro de interés, o sea, el elemento de mayor atracción. La palabra subordinados quiere decir que tienen un nivel de menor de menor importancia al centro de interés.
REFRENCIAS
http://www.monografias.com/trabajos46/vision/vision.shtml
wikipedia.org/wiki/Retina
www.spitzer.caltech.edu/espanol/edu/.../infrared.html
es.wikipedia.org/wiki/Espectro_visible
wikipedia.org/wiki/Luz
http://es.wikipedia.org/wiki/Percepci%C3%B3n_visual"http://html.rincondelvago.com/percepcion-visual.htm
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