Un viaje por nuestro sistema visual (I)

Hoy iniciamos una serie de artículos que pretenden dar una descripción más uniforme de cómo vemos. Digo eso de “uniforme” porque ciertamente el funcionamiento de nuestro sistema visual se ha ido desgranando a lo largo de estos casi trescientos artículos, pero en forma de pequeños “pedacitos”. Así es bastante difícil hacerse una idea global. Por lo tanto, lo que vamos a comenzar es una descripción más integrada y reunida de lo que hemos ido explicando sobre el ojo sano (y más allá del ojo). Aunque nos apoyaremos en la anatomía (no podemos separar estructura de función), nos vamos a concentrar en el funcionamiento.

Si bien podríamos utilizar nombres más técnicos para lo que vamos a abordar (fisiología visual, óptica humana, neurofisiología, etc). Vamos a enfocarlo como un viaje que tiene dos protagonistas, dos viajeros que más tarde presentaremos. Y este viaje inventado se basa en una escena inventada, un punto de partida que nos servirá de excusa.

Y sin más dilación, comenzamos.

La escena

Andrés estaba contento. A pesar de que a primera hora unas nubes sombrías amenazaban tormenta, el cielo se había despejado a lo largo de la mañana e iban a poder disfrutar de un cálido día soleado de comienzos de otoño. En su regazo estaba apoyada la cabeza de Lucía, su mujer, que entrecerraba en ese momento los ojos, dejándose llevar por un agradable sopor después del almuerzo. Él no había cerrado los ojos, pero también se dejaba llevar por la tranquilidad del entorno: sentado con la espalda apoyada en el árbol, la brisa levantaba susurros arrulladores en la vegetación. Sin embargo no era todo calma. Los dos niños eran pura energía y estaban jugando y correteando por la hierba, persiguiéndose, rodando por el suelo para inmediatamente levantarse riendo.

– ¡Mira mamá, papá! ¡Moras!

Era Javier, el pequeño, el que había hecho el descubrimiento. Con la impaciencia natural de un niño de 5 años que acaba de hacer un gran descubrimiento, echa a correr hacia el arbusto cargado de moras. Inmediatamente Adrián giró la cabeza en esa dirección, pero no vio las moras. Adrián era dos años mayor que Javier, pero igual de inquieto. No esperó ni un momento a correr en la misma dirección. Unas pocas zancadas después vio las manchas violetas en el arbusto, el tesoro que pronto estaría tanto en su estómago como en el de su hermano.

– ¡Tened cuidado , no os pinchéis!

Era Lucía la que había hablado. Todavía tumbada en la hierba, había vuelto la cabeza y veía a sus hijos coger las moras. Andrés había mirado hacia donde corrían Javier y Adrián, pero tuvo que ponerse las gafas para ver lo que Javier había encontrado.

El primer viajero

Para entender cómo ha transcurrido esta escena, tenemos que irnos muy lejos de allí. a unos 150 millones de kilómetros. Y tenemos que viajar un poco al pasado. Unos cuarenta días antes de que la familia del relato se fuera al campo a disfrutar de un día de descanso, un átomo nació. Mejor dicho, se originó a partir de otros dos átomos más pequeños. En un entorno de presiones y temperaturas difícilmente imaginables para el ser humano, dos átomos de hidrógeno se fusionan para dar lugar a un átomo de helio. Esto ocurre, evidentemente, en el sol.

De esta reacción nuclear surge un fotón. Aquí nace nuestro protagonista, el primer viajero, esta partícula sin masa, la unidad fundamental e indivisible de lo que conocemos como luz, pero también de cualquier radiación electromagnética. Desde los rayos gamma a las ondas de radio, desde los rayos X a los infrarrojos o los ultravioletas, todos son manifestaciones del mismo fenómeno. El horno microondas, todo tipo de conexión inhalámbrica (teléfono móvil, conexión wi-fi, mando del televisor, etc); todo funciona a través de fotones.

Esta partícula que se desplaza tan rápido (casi 300.000 kilómetros por segundo) tarda más de un mes en salir del sol, pero una vez en el espacio viajará rápidamente en línea recta sin que nada se lo impida. Aun así, tardará unos 8 minutos y medio en llegar a la Tierra. Si el fotón tiene mucha energía posiblemente sea absorbido por la atmósfera. Así, los rayos cósmicos, los rayos X y buena parte de los rayos ultravioletas no llegarán a nosotros. Si por el contrario el fotón está en el rango energético de la luz visible, llegará sin mayores problemas a la superficie terrestre.

Nuestro fotón capturando la información visual

Un número inimaginable de fotones “visibles” de diferentes energías llega en lo que conocemos como luz solar. Es una amalgama de diferentes longitudes de onda (cada longitud de onda sería un color) que en conjunto tienen esa tonalidad blancoamarillenta que todos conocemos. Los rayos solares llegan paralelos desde el cielo e iluminan nuestra escena ficticia. En particular, el arbusto con las moras. Esta luz ilumina la superficie de la mora, y los fotones son absorbidos en su mayoría, excepto la parte más energética de ellos. Por lo tanto, los fotones con longitud de onda más larga, que pertenecerían al rojo, naranja, amarillo, verde, etc, se absorben. Y los fotones de longitud de onda más corta, los de la gama del violeta, rebotan.

La luz se refleja en el fruto, pero no es un reflejo como el que se produce en un espejo. La luz reflejada se dirige a todas las direcciones posibles. De manera que habrá fotones que partiendo de la mora se dirijan hacia los ojos de los cuatro miembros de la familia. De la misma manera ocurre con todos los objetos opacos: la hierba, los árboles, incluso ellos mismos. Así, a partir de unos rayos incidentes del cielo, la luz se refleja en cada uno de los objetos visibles. La información está ahí, en un caos de fotones reflejados que provienen de infinidad de puntos con infinidad de direcciones. Lo que después llamaremos color está de alguna manera en estos fotones reflejados, gracias al espectro de absorción. Cada objeto tiene el color de la luz que no puede absorber, y por tanto refleja. En el caso de la mora, absorbe todo el espectro visible excepto la banda del violeta-lila-morado.

Ordenando los fotones: el desafío

Hasta ahora la “magia” ha ocurrido sin que participe el cuerpo humano. El propio comportamiento físico de los rayos luminosos hace que la información visual esté, de alguna manera, a nuestro alcance. Pero nos queda mucho trabajo por hacer. Al ojo llegan fotones de todo nuestro entorno, pero no llegan ordenados. De un objeto puntual no llega un sólo fotón, ni un rayo recto de fotones con la misma dirección. Cada punto hace de fuente de luz, pero es una fuente de luz difusa. Todos eso hay que ordenarlo para que nos sirva.

Volvamos a nuestro ejemplo: en este momento los dos niños están dando buena cuenta de las moras. Cuando cualquiera de ellos dirige sus ojos a la planta, los fotones de ésta llegan a sus ojos. Supongamos que en vez de tener unos ojos complejos, fruto de millones de años de evolución, tuviéramos unos “ojos” simples, unas superficies sensibles a la luz, sin más. A un punto concreto de esta superficie sensible a la luz llega un fotón de una mora. Pero la hoja que hay al lado envía fotones a todas las direcciones, por lo que también llega al mismo punto. Así, para cada pequeña zona de esa superficie de nuestro “ojo simple” llegan fotones de todas las hojas, todas las moras, y todos los objetos que tenga delante. Así no hay forma de utilizar la información. Es como escuchar miles de conversaciones a la vez. Si nos queremos enterar de algo, deberíamos poder silenciar todas las conversaciones menos una para que ésta sea inteligible.

Y sin embargo, Javier y Adrián no tienen ningún problema en coger las moras evitando pincharse. Tienen una imagen muy clara de lo que tienen delante. En la superficie interna del ojo, de alguna manera, los fotones llegan ordenados. Para cada pequeña zona de la retina (la superficie de proyección) llegan los fotones de un solo punto: una mora, una hoja, etc. En el interior de sus ojos hay una imagen virtual de lo que tienen delante.

¿Y cómo se logra eso?. Lo veremos en el siguiente artículo de la serie.

 

14 Comments

  1. jorge moran manriquez
    13 septiembre, 2012

    Gracias por compartir esta infofrmacion para actualizar el conocimiento de la vista y de como la sensopercepcion es basica en nuestro actuar en el dia a dia.Interesante y regocijante. buen día.

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  2. Rollero
    23 septiembre, 2012

    Cuando uno es estudiante, desea que su profesor explique las cosas asi.

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  3. […] esta pequeña aventura que iniciamos en el primer artículo de esta serie. En base a una sencilla escena ficticia ( la familia, los niños, las moras, […]

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  4. […] Un viaje por nuestro sistema visual (I) […]

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  5. […] Un viaje por nuestro sistema visual (I)  […]

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  7. jorge
    21 enero, 2013

    EXCELENTE, ES UNA INFORMACION DE PRIMERA MANO,MUY ILUSTRATIVA, HASTA PARA LOS MAS NEOFITOS.por favor,ilustreme sobre la vitreoctom{ia, si es necesario, y si uno no se opera , que consecuencias puede tener.gracias anticipadas.jorge

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    1. Ocularis
      24 enero, 2013

      Hay varios artículos en los que hablo de la vitrectomía. Es fácil encontrarlos con el buscador por palabras de la columna derecha.
      Saludos.

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  8. […] Un viaje por nuestro sistema visual (I)  […]

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  9. Marcos
    24 noviembre, 2014

    Muy buenas para todos, estoy buscando informacion acerca de las lesiones que provocan las luces LED sobre la retina, sobre todo en las que generan entre 380 a 470nm de radiacion.
    Gracias!!!

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    1. Ocularis
      3 diciembre, 2014

      Te puede interesar este artículo

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  10. ISELA VARGAS
    28 febrero, 2015

    Me gusta su blog
    Me interesaria recibir nuevos post

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    1. Ocularis
      15 marzo, 2015

      Puedes suscribirte por correo electrónico, al feed RSS, por Twitter, Facebook, Google+, o visitar la web.

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  11. Alfonso Leon
    16 noviembre, 2016

    Como podrán observar, es apenas hoy que acabo de tropezarme con este importante blog; me parece muy bien enfocado, sencillo y pedagógico, aun cuando deja de lado las rigurosidades académicas, lo que mas aprecio como neófito de la óptica desde la perspectiva medica. Agradecido por tomarse el tiempo y el esfuerzo para presentarnos un blog tan útil, un cordial saludo, Alfonso Leon

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