Fotorrecepción y Codificación del Color en la Retina: Mecanismos y Procesos

Mecanismos de la Fotorrecepción

Transducción en la Retina: Los mecanismos propuestos, físicos y químicos, se convierten en cambios en el potencial de membrana de los receptores (potencial receptor). Esto se produce en el segmento externo de los conos y bastones, en la membrana del disco de membrana. Fundamentalmente, los fotopigmentos, como la rodopsina en los bastones, están compuestos por opsina y retinal. En ausencia de fotones, los canales de Na+ y Ca2+ permanecen abiertos, permitiendo una mayor liberación de glutamato. La rodopsina no se descompone. El GMPc mantiene abiertos los canales iónicos, permitiendo que los cationes entren en el interior y despolaricen la célula. En presencia de luz blanca, la rodopsina se escinde, el retinal se une a la transduccina (proteína G) y la activa. Esta activa la fosfodiesterasa, que rompe el GMPc y los canales se cierran. Los cationes no pueden entrar y se da la hiperpolarización del receptor. El fotorreceptor se hiperpolariza y disminuye la liberación de glutamato. La luz hiperpolariza al fotorreceptor y despolariza a la célula bipolar.

Codificación del Color en la Retina

Los objetos absorben selectivamente ciertas longitudes de onda de luz mientras que reflejan otras, lo que a nuestros ojos les otorga colores diferentes. Thomas Young propuso que el ojo detecta diferentes colores porque tiene tres tipos de receptores (teoría tricromática). Tenemos tres tipos de fotorreceptores para la codificación del color: rojo, verde y azul. Cada uno tiene un tipo de opsina. Diferentes opsinas absorben diferentes longitudes de onda: onda corta (420 nm, azul), onda media (550 nm, verde) y onda larga (560 nm, rojo).

Edward Hering propuso otro método que utiliza el sistema visual para la codificación del color: Codificación por procesos oponentes. La retina contiene dos tipos de células ganglionares con respuesta al color: rojo-verde y azul-amarillo. Responden al color con el sistema de centro-periferia. Este sistema explica por qué no podemos percibir mezclas de colores contrarios (verde rojizo o amarillo azulado). Un axón que señala rojo o verde puede aumentar o disminuir su tasa de descarga, pero no puede hacer ambas cosas a la vez.

En definitiva, para obtener un color puro como, por ejemplo, el rojo, se sigue el siguiente procedimiento:

• La luz roja estimula un cono rojo, provocando la excitación de la célula ganglionar rojo-verde.
• La célula se excita y señala rojo.

Una mezcla de colores, como puede ser el amarillo, se produce de la siguiente forma:

• La luz amarilla estimula un cono rojo y uno verde, pero no modifica los azules.
• La estimulación de los conos rojo y verde provoca la excitación de la célula ganglionar amarillo-azul, que señala amarillo.

Postimágenes y Adaptación

Postimágenes: Los elementos complementarios se unen para formar un todo, y en este contexto, los colores complementarios son los que producen blanco cuando se suman. La adaptación de la frecuencia de disparo de las células ganglionares de la retina, cuando se activan o inhiben mucho tiempo, muestra un efecto rebote, descargando más rápido de lo normal. Cuando un estímulo está presente, la célula ganglionar responde de una determinada manera, y cuando este desaparece, responde de manera inversa (efecto rebote).

Orientación y Movimiento en la Corteza Visual

Orientación y Movimiento en la Corteza Visual Extrastriada: Las células no responden solo a un punto de luz, sino también a características específicas. La mayoría de las neuronas en la corteza visual extrastriada son sensibles a la orientación. Las células solo responden cuando la orientación de una línea determinada está en una posición determinada. Algunas neuronas responden mejor a una línea vertical y otras a una horizontal. Algunas neuronas tienen campos receptores organizados de modo oponente.

• Células Simples: Responden a una barra con una orientación determinada. La excitación ocurre si se sitúa en el centro, y la inhibición en la periferia.
• Células Complejas: Responden a una barra sin inhibición en la periferia. La célula sigue respondiendo mientras la línea se mueve dentro de su campo. Son especialmente sensibles al movimiento de izquierda a derecha o de derecha a izquierda, y también en una sola dirección. Detectan el movimiento. Responden a líneas en blanco y negro y al fondo.
• Células Hipercomplejas: Tienen una región inhibidora en el extremo de la línea. Estas células detectan la localización de los extremos con una orientación determinada. Cuando la barra sale del campo, se inhibe. También son sensibles al movimiento de derecha a izquierda y detectan el movimiento.