Principios Clave de la Visión Humana: Radiación, Retina y Percepción
Clasificado en Física
Escrito el en 
español con un tamaño de 6,37 KB
Efectos Oculares de la Radiación UV e IR
El Sol es la fuente de luz más intensa para cada longitud de onda (λ), pero su radiación puede tener efectos secundarios.
En la superficie terrestre, no se encuentran longitudes de onda superiores a 475 nm.
Las fuentes de luz artificial pueden emitir radiaciones tóxicas de longitud de onda corta.
Entre los efectos se incluyen el bronceado, cuya severidad depende de la longitud de onda (λ) y del tiempo de exposición (t).
Otros efectos oculares y cutáneos son:
- Cataratas
- Fotoqueratitis
- Eritema
- Quemaduras
Impacto en la Córnea
La radiación UV induce la fragmentación de proteínas nucleares en el epitelio, causando fotoqueratitis. Este efecto presenta latencia y es reversible. En el estroma y el endotelio, la radiación UV no causa daños.
Impacto en el Cristalino
El cristalino actúa como filtro de la radiación UVA, pero una exposición excesiva puede provocar cataratas.
Impacto en la Retina
La radiación IR (infrarroja) genera calor en la retina, pero no es absorbida por los fotopigmentos. En la mácula, el pigmento macular, que actúa como filtro de la luz azul, absorbe el 50% de las longitudes de onda cortas. Es importante para disminuir la aberración cromática.
Absorción Espectral de la Rodopsina
La rodopsina presenta su absorción máxima a 500 nm. Consecuentemente, su transmitancia es mínima a 500 nm, siendo propiedades complementarias.
Conducción Centro-ON y Centro-OFF en la Retina
Los conos sinaptan con dos tipos de células bipolares:
- Células Centro-ON: Se despolarizan con luz en el centro del campo receptivo y se hiperpolarizan con luz en la periferia (OFF).
- Células Centro-OFF: Se hiperpolarizan con luz en el centro del campo receptivo y se despolarizan con luz en la periferia (ON).
Estas son las primeras células en presentar antagonismo espacial.
Se inician dos vías principales de procesamiento:
- Células bipolares Centro-ON → Sinapsis con células ganglionares Centro-OFF.
- Células bipolares Centro-OFF → Sinapsis con células ganglionares Centro-OFF.
El mismo principio de organización se aplica a las conexiones entre células ganglionares y geniculadas. La vía de procesamiento es: Bipolares → Ganglionares → Geniculadas.
Efecto Stiles-Crawford
Los rayos luminosos que entran por el centro de la pupila (paralelos, provenientes del infinito) son más efectivos que aquellos que entran por la periferia. Este efecto se observa en visión fotópica y es más pronunciado en la fóvea. Los conos presentan sensibilidad direccional (a diferencia de los bastones), lo que explica su relevancia en la visión fotópica.
Curva de Eficiencia Luminosa Fotópica
También conocida como la "curva del observador patrón".
La eficiencia máxima se alcanza a λ=556 nm, lo que significa que se requiere menos energía para alcanzar el umbral de percepción luminosa. Las longitudes de onda cortas y largas son menos eficaces, requiriendo más energía para ser percibidas.
Sumación Espacial y Temporal en la Visión
Las respuestas visuales pueden sumarse dentro de un área específica, produciendo una sensación luminosa. La luminancia es directamente proporcional al tamaño del estímulo. Lo que se gana en sensibilidad se pierde en resolución espacial.
Sumación Temporal
Una disminución de la luminancia puede compensarse con un aumento del tiempo de presentación del estímulo, o viceversa.
El comportamiento de la retina ante un estímulo depende de la zona estimulada.
El umbral de luminancia absoluto es la mínima cantidad de luz que puede producir una sensación luminosa cuando el sujeto está completamente adaptado a la oscuridad.
Leyes de Sumación Espacial
- Ley de Ricco (k=1):
L·S = constante. Una menor luminancia puede compensarse con una mayor superficie del estímulo, o viceversa. Se aplica en la retina periférica. - Ley de Piper (k=0.5):
L·S² = constante. Requiere un aumento de luminancia más significativo para superficies menores. Se aplica en la retina media. - Ley de Pieron (k=0.33):
L·S³ = constante. Su aplicabilidad es más limitada. En la fóvea, hay una menor concentración de bastones.
Curvas de Adaptación a la Oscuridad
Representan la variación del umbral de luminancia absoluto en función del tiempo (t) de adaptación.
- Fase de conos: Reducción rápida del umbral.
- Fase de bastones: Adaptación lenta del umbral.
Los conos tardan más en recuperar su sensibilidad.
A 465 nm: Se observa un gran intervalo fotocromático y un punto de ruptura prominente, que ocurre aproximadamente a los 10 minutos.
A 650 nm: La curva presenta una única fase, ya que conos y bastones son igualmente sensibles a esta longitud de onda.
Ley de Weber y Contraste Visual
Esta ley es aplicable a diversas variables del sistema visual, como el umbral de detección de luminancia (ΔL) en función de la luminancia de fondo (L).
Cuanto mayor es la luminancia de fondo (L), mayor es el umbral de detección de luminancia (ΔL), manteniendo una relación proporcional: ΔL/L = constante.
El umbral relativo representa el mínimo contraste detectable.
La fracción de Weber no es constante para todos los valores de luminancia. Esta fracción representa el contraste (C), donde C = ΔL/L = ULD (Umbral de Luminancia Diferencial).
Nuestra habilidad para detectar contrastes no varía significativamente cuando cambian las condiciones de iluminación ambiental, lo que se conoce como constancia de la claridad.