TEMA 3 VisionColor AspectosFisiologicos 2012

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    La visin del color:aspectos fisiolgicos

    Tema 3

    1. Aparato visual. Nociones de anatoma yfisiologa. Descripcin anatmica.

    2. Percepcin visual. Del ojo al sistemacerebral.

    3.1.

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    Inters del tema

    Conocimiento del procesamiento de la informacinvisual.

    Se compone de un sistema sensible a los cambios de luz, capaz de

    transformar stos en impulsos elctricos.

    El ojo se define como un globo

    formado por dos segmentos

    esfricos, de distinto dimetro.

    El segmento menor est formado

    por la crnea, el humor acuoso y

    el iris.

    El segmento mayor est dentro de

    la cavidad orbital y lo configuran

    las membranas esclertica,

    coroides y retina.

    El globo ocular

    Descripcin formal de cada una de laspartes del ojo humano

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    Descripcin formal de cada una de las

    partes del ojo humano

    Es la membrana ms externa del ojo.

    Es la parte blanca del ojo.

    Sirve como proteccin.

    Sobre ella actan los msculos que mueven los ojos segn la direccin en

    que la persona desea mirar.

    Est cubierta por la conjuntiva, una membrana transparente, que lubrica lasuperficie del ojo.

    La esclera

    Membrana esclertica

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    Membrana coroidesEs la segunda capa o membrana del ojo y se encuentra adherida a la

    membrana esclertica.

    Est compuesta por tejido vascularizado que sirve para nutrir la estructura

    del ojo.

    Tiene un color oscuro debido a la presencia de un pigmento, la melanina,

    que permite convertir el interior del ojo en una cmara oscura; se encarga

    de eliminar la luz que no ha sido absorbida por las clulas fotorreceptoras

    de la retina.

    Se trata de la parte coloreada del ojo.

    En su parte central dispone de una apertura circular, denominada pupila,

    capaz de contraerse y dilatarse para controlar el ingreso de luz en el ojo.

    El color del iris puede ser celeste, castao, etc.

    El iris

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    La retina normalmente es de color rojo debido a su abundante suministro de

    sangre.

    La parte interna del ojo

    (retina) es una delgada

    capa de receptores de luz

    y fibras nerviosas que se

    encargan de recoger la

    informacin luminosa,

    comenzar a procesarla, y

    enviarla al cerebro a

    travs del nervio ptico.

    La retina

    Subdivisiones

    Es la parte del ojo responsable de la visin, ya

    que est formada por clulas fotorreceptoras

    sensibles a la luz.

    Estructura celular retiniana (Harrington, 1993)

    Capas de la Retina

    Los rayos luminosos, al incidir sobre la retina,

    producen una seal visual y generan una serie

    de estmulos que se transmiten al cerebro por

    medio del nervio ptico.

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    El nervio ptico es un nervio craneal y sensitivo, encargado de transmitir la

    informacin visual desde la retina hasta el cerebro.

    Se origina en la capa de clulas ganglionares de la retina, siendo su origen

    aparente el ngulo anterior delquiasma ptico.

    Nervio ptico

    Fvea

    En la parte posterior de la retina, en el punto de interseccin del eje ptico

    del ojo y la membrana, existe una pequea depresin (aprox.1 milmetro y

    medio de dimetro), denominada fvea.

    Es el punto de mayor enfoque, resolucin y sensibilidad retiniana a la

    estimulacin luminosa.

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    Punto ciego

    El punto c iego tambin conocidocomo papi la pt ica, manchaciega o disco ptico es la zona dela retina de donde surge el nervio ptico.

    Esta zona del polo posterior del ojocarece de clulas sensibles a la luz,

    tanto de conos como de bastones,

    perdiendo as toda la sensibilidad ptica.

    La primera mencin conocida al punto

    ciego la hizo un mdico francs del siglo

    XVII llamado Edme Mariotte, quien,haciendo la diseccin de un ojo humano

    descubri el disco ptico y al observar

    que esta zona no tena detectores de luz,

    predijo que deba ser un punto ciego.

    Para comprobar de una manera bastante sencilla la existencia del

    punto ciego, basta con imprimir el dibujo que tienen ms abajo.

    Tomaremos el mismo con una mano y estiraremos el brazo. Ahora hay

    que cerrar un ojo y mirar con el otro la cruz central. Si vas acercando el

    papel hacia ti, llegar un momento en que uno de los puntos negros

    coincidir con tu punto ciego y dejars de verlo. Si haces lo mismo con

    el otro ojo, dejars de ver el otro crculo negro.

    Punto ciego

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    El cristalino es un componente del ojo humano con forma de lentebiconvexa que est situado tras el iris y delante del humor vtreo. Su

    propsito principal consiste en permitir enfocar objetos situados a diferentes

    distancias. Este objetivo se consigue mediante un aumento de su curvatura

    y de su espesor, proceso que se denomina acomodacin.

    El cristalino se caracteriza por

    su alta concentracin en

    protenas, que le confieren un

    ndice de refraccin ms

    elevado que los fluidos que lo

    rodean.

    Este hecho es el que le

    otorga su capacidad para

    refractarlaluz, ayudando a la

    crneaa formar las imgenes

    sobre laretina.

    Contenido interno de la cornea

    El cristalino

    Es un tejido conjuntivo transparente con las propiedades fsicas de un gel,

    que consiste en una malla delicada de colgeno.

    Es avascular, llena la cmara mayor del ojo, llamada cavidad vtrea. Esta

    cavidad es un espacio interno del ojo.

    Contenido interno del ojoHumor vtreo

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    Lquido acuoso situado entre la crnea y el cristalino.

    Acta como fuente de nutrientes para el cristalino y la crnea manteniendo

    la forma de sta gracias a la presin ejercida por el lquido.

    Contenido interno del ojo

    Humor acuoso

    Esquema resumen anatoma del ojo

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    ptica ocular: La acomodacin

    La acomodacin se refiere a los mecanismos por los cuales el ojo

    automticamente enfoca los objetos situados a diferentes distancias.

    El punto ms cercano que podemos ver se denomina punto prximo, y el

    ms alejado, punto remoto.

    Subdivisiones de la retinaLas fibras nerviosas: tipos

    La retina se divide en cuatro segmentos: nasal, temporal, superior e

    inferior. Cada uno de ellos registra una parte del campo visual. La retina

    nasal del ojo izquierdo y la retina temporal del ojo derecho, debido a la

    curvatura del ojo, registran la mitad izquierda del campo visual; la retina

    nasal del ojo derecho y la retina temporal del ojo izquierdo registran la

    mitad derecha del campo visual.

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    Subdivisiones de la retina

    Las fibras nerviosas: tipos

    En la retina existen una serie de capas de clulas. Las clulas

    fotorreceptoras contienen unos pigmentos sensibles a los fotones de la

    luz. Cuando la luz acta sobre ellos provoca una serie de impulsos

    elctricos que se transmiten al cerebro causando la sensacin del color.

    La retina tiene dos tipos de clulas fotorreceptoras:

    1. los conos

    2. los bastones.

    Dentro de nuestros ojos se encuentran unas clulas muy importantes, las

    cuales nos dan algo tan imprescindible como la capacidad de "ver", se

    tratan delos conos y los bastones.

    Conos y bastones

    Estos elementos tienen la

    caracterstica de ser foto-receptores sensibles a losdiferentes tipos de luz.

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    Clulas especializadas

    7 millonesPigmento:Yodopsinas

    CONOSBASTONES

    Slo alrededor de un20% de laluzque alcanza la retina(fotones)es captada por:

    123 millonesPigmento: Prpuravisual o rodopsina

    500 veces

    + sensiblesa la luz

    3 tipos: onda

    corta

    medialarga

    Son lasclulas fotorreceptoras que en su segmento exterior contienen unospigmentos/grnulos sensibles a los fotones de la luz que los convierten enimpulsos nerviosos(electroqumicos).

    Conos y bastones

    Sistema de localizacin

    (Where System):

    responsable de la

    percepcin de:

    El movimiento

    La forma (3D)

    La profundidad

    (Orientacin espacial)

    BASTONES

    CONOS

    (What System)

    Percepcin del color en alta resolucin (menos sensibilidad a laluminosidad)

    Reconocimiento ms preciso de las estructuras de superficie

    y los detalles complejos (procesos de informacin ms

    lentos)

    1. Funcionan simultneamente, de forma separada yestn interconectados

    2. Se comunican con el cerebro a travs del nervioptico (que parte del punto ciego de la retinahacia la corteza cerebral) (1.000.000 de clulas)

    Conos y bastones

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    Los bastones

    -Estn localizados en la retina perifrica(zona alejada de la fvea o parte central dela retina).

    - Nos proporcionan la visin nocturna (visin

    escotpica o a bajos niveles de luz).

    - No son sensibles al color.

    - Son mucho ms sensibles que los conos a

    la intensidad luminosa, por lo que aportan a

    la visin del color aspectos como el brillo y el

    contraste.

    Hay tres clases de conos (corto,medio, largo). Cada una de ellos

    contiene un pigmento fotosensible

    distinto. Los tres pigmentos tienen su

    capacidad mxima de absorcin hacia

    los 430, 530 y 560 nanmetros de

    longitud de onda, respectivamente.

    Por eso se los suele llamar "azules",

    "verdes" y "rojos".

    Los conos

    Todo el espectro de colores que

    podemos ver se forman con la

    combinacin de estos tres colores

    primarios.

    Son los conos quienes nos

    proporcionan la visin en color (visin

    fotpica).

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    Los conos

    Si por un problema gentico, un tipo de cono no funciona, existe una alteracin en

    la visin de colores. Si fallan los 3, la persona vera en grises. Pero que fallen 3 2tipos de conos es muy raro, lo normal es que falle slo 1. Cuando falla el cono que

    se dedica al color rojo se llamadaltonismo.

    Proceso visual fotoqumico

    Durante el proceso de la visin, se produce en los

    fotorreceptores una transformacin de la energa

    electromagntica (transduccin).

    Esta transformacin

    se consigue por

    combinaciones

    qumicas de unos

    pigmentos visuales

    sensibles a la luz.

    El pigmento ms

    conocido es la

    rodopsinaoprpuravisual.

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    Rodopsina: protena responsable de que veamos

    Tambin se conoce como prpura visual.

    Se trata de una protena sensible a la luz que se encuentra en los bastones

    de la retina. Cuando recibe luz reacciona de tal manera que enva ciertos

    impulsos nerviosos hacia el cerebro segn la informacin que detecte. Tiene

    una mayor sensibilidad a las longitudes de onda de la luz verde azulada.

    La rodopsina se blanquea por la accin de la luz y los bastones deben

    reconstituirla en la oscuridad, de ah que una persona que entra en una

    habitacin oscura procedente del exterior con luz del sol, no puede ver hasta

    que el pigmento no empieza a formarse.

    Teoras Proceso visual

    En una se establece que hay tres tipos

    diferentes de conos que son

    fundamentalmente sensibles a luces dediferentes longitudes de onda, esta

    teora se llamateora tricromtica.

    El ojo no funciona bien cuando cambia bruscamente la intensidad de la

    luz, pero recupera rpidamente su sensibilidad mediante los procesos de

    adaptacin a la luz y a la oscuridad. Existen dos explicaciones tericas

    principales sobre la forma en que el sistema visual traduce el color.

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    Ley de la teora tricromtica(1801)

    Thomas Young

    Desarrollada por Hermann von Helmholtz (1891)

    Procesamiento dela informacin

    lumnica

    los receptores cromticos en el ojosonsensibles a la luz roja, azuly verde

    Curvas de sensibilidad diferentes

    rojaazul verde

    Zonas donde actan dos pigmentos dela retina: zonas de mayor sensibilidad(en el centrorojoyverde).

    Existen menos conosazules que secompensan con la mayor energa deesa radiacin (alrededor de la fvea).

    Cuando todas las ondaselectromagnticas pticas estimulansimultneamente la retina (los trestipos de conos en la retina del ojo son

    excitados simultneamente y con la

    misma intensidad), el ojo percibe la luz

    blanca. Mas cuando el ojo recibe

    solamente una par te de talesradiaciones , entonces veun color.

    Teora tricromtica

    Teora de los procesos opuestos

    Ewald Hering crea que el sistema visual funciona a

    partir de un proceso de oposicin de colores. Sostena

    la existencia de seis colores primarios agrupados en

    tres pares: rojo-verde, blanco-negro y amarillo-azul.

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    Teora de los procesos oponentesperceptivos Goethe (1810)

    Ewald Hering (1871): blanco-negro, verde-rojo, amarillo-azul: la percepcin de unosuscita de inmediato la aparicin del opuesto.

    Hurvich y Jameson (1957).

    Los colores complementarios

    son producto de la percepcin

    humana del color.

    Las seales enviadas por los

    conos se combinan en la retina:

    Rojayverde(luminancia)

    Amarilloy azul(crominancia)

    As como los opuestos

    acromticos

    Procesamientode la informacinlumnica

    Retinex (Land 1957 y 1977)

    Teora de los procesos opuestos

    Por su anatoma, el ojo tiene cierto parecido con los componentes de una

    cmara fotogrfica.

    Los componentes anteriores del ojo

    (cornea, pupila y cristalino), al sertransparentes, permiten que la luz los

    atraviese. La luz tambin atraviesa un

    amplio espacio en el centro del ojo,denominado cavidad vtrea. Esta cavidad,

    est ocupada por una substancia

    transparente, denominada Humor Vtreo.La luz, es entonces enfocada en la retina

    (capa interna de la pared del ojo). La

    retina, es sensible a la luz, por lo que se la

    ha comparado con el film o pelcula de la

    cmara fotogrfica.

    Cuando la luz enfoca en la retina, la informacin recibida es enviada a travs del

    nervio ptico hacia el cerebro. As es como vemos.

    Smil o jo cmara fotogrfica

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    1. Rayos luminososrefractados atravs de una lente

    2. Enfoque automtico

    3. Profundidad focalautomtica

    4. Campo de visinextremadamenteamplio

    5. Convergenciaautomtica de losojos

    6. Imagen formadasobre un materialqumicamentesensible a la luz

    Smil o jo cmara fotogrfica